3D printing of a controlled urea delivery device for the prevention of tooth decay
Yüklə 459,59 Kb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Natijalar va muhokama
Komponent (og'irlik%)
boshqa ob'ektlar 2 kontur qobig'i bilan ishlab chiqarilgan. Barcha ob'ektlar 0,2 mm qatlam balandligi bilan chop etilgan. To'ldirish 100% ga o'rnatildi va tish qopqog'i va stomatologik patnis ishlab chiqarish uchun engil tayanchlardan foydalanildi. Filamentlar va 3D bosilgan ob'ektlardagi karbamid kontsentratsiyasi 1 H NMR spektroskopiyasi bilan aniqlandi. Taxminan 25 va 30 mg bo'lgan filament bo'laklari va bosilgan narsalar 0,5 ml CDCl 3da eritilib, vortekslangan. PVA o'z ichiga olgan namunalar ularning erishini tezlashtirish uchun qo'shimcha ravishda 40 ◦ C da sonikatsiya qilindi. Karbamidni eritish uchun qo'shimcha 0,5 ml DMSO-D6 qo'shildi. Spektrlar AV400 spektrometrida (Bruker, Billerika, MA, AQSh) 400 MGts chastotada qayd etilgan. Karbamid / PCL nisbati (R) analdan olingan NMR spektrlarining ysisatsiyasi ( 1-rasm). S2 va S3 ) tenglama (1) yordamida. Keyin matritsadagi karbamid kontsentratsiyasi 2 yoki 3 tenglamalar yordamida R qiymati va namunaning umumiy massasi bilan aniqlandi. R = m karbamid = ( I karbamid × N PCL m PCL Men PCL N karbamid M karbamid M PCL (1) PCL matritsalarida : m = mnamuna (2) karbamid 1 + R 1 PCL / PEG va PCL / PVA matritsalarida : m namuna m karbamid = 1 + 1 + X RR (3) Bu erda I - qiziqish cho'qqisining integral qiymati, N - qiziqtirilayotgan molekulaning proton ekvivalent og'irligi, M - qiziqtirilayotgan molekulaning molyar massasi, m - namunaning massasi va X - massa o'rtasidagi vazn nisbati. hidrofilik polimer va polimer matritsasidagi PCL. PCL/PEG formulalari uchun X = mPEG = 1 va PCL/ PVA formulalari. Spektrlar MestReNova dasturi yordamida tahlil qilindi (v14.2.1 Mestrelab Research SL, Santiago De Compostela, Ispaniya). Termogravimetrik tahlil (TGA) Karbamid va polimerlarning parchalanish harorati termogravimetrik analizator (TGA Q50, TA instruments-Waters LLC, New Castle, DE, AQSH) yordamida olingan. Namuna alyuminiy panga solingan (TA instruments-Waters MChJ) va xona haroratidan to to'liq parchalanguncha (200 , 500, 600 va Mos ravishda karbamid, PCL, PEG va PVA uchun 600 ◦ C). Ma'lumotlar TA Instruments Uni yordamida tahlil qilindi versal Analysis 2000 dasturi (5.5.3 TA instruments-Waters MChJ) va boshlang'ich harorati hisoblab chiqilgan. Differensial skanerlash kalorimetri (DSC) Turli materiallar va kompozit filalarning termal harakati Q200 DSC (TA asboblari-Waters LL C) bilan tavsiflangan. Tahlil Tzero germetik pan (TA instruments-Waters LLC) bilan 50 ml/min azotni tozalash oqimi yordamida amalga oshirildi. Taxminan 10 mg namunalar 10 ◦ C/min tezlikda - 80 dan 150 ◦ C gacha bo'lgan issiqlik-sovutish-issiqlik davrlariga ta'sir ko'rsatdi. Ma'lumotlar TA In yordamida tahlil qilindi struments Universal Analysis 2000 dasturi. X-nurlari kukuni diffraktsiya tahlili (XRD) Karbamid, PCL, PEG, PVA va karbamid yuklangan filamentlarning kristallik darajasi Stoe StadiP ikki bosqichli diffrak yordamida baholandi. tometer (STOE, Darmshtadt, Germaniya). XRD skanerlari Cu K a nurlanishi ( l = 1,54 Å) bilan 40 kV kuchlanish va 35 mA oqim yordamida 2,5 ◦ qadam bilan 2 th = 2 - 67 ◦ oralig'ida bosqichli skanerlash usuli bilan olingan. In vitro chiqarish kinetikasi Filament namunalari 10 ml taqlid qilingan tupurikga (12 mM KH 2 PO 4 , 40 mM NaCl va 1,5 mM CaCl 2 ; pH 6,2 ga sozlangan ( Nair va boshq., 2013 )) Falcon trubkasida ⦗ 37 ga botirildi. 200 rpm tezlikda orbital shakerda C. Muntazam vaqt nuqtalarida har bir kolbadan 1 ml tuprik alikvotlari olindi va teng miqdorda yangi tupurik bilan almashtirildi. Chiqarish bo'yicha tadqiqot 14 kun davomida amalga oshirildi va chiqarilgan karbamid miqdori xona haroratida Jung usuli yordamida aniqlandi ( Jung va boshq., 1975 ). Ikkinchisi 50 µL namunani 200 µL ekvivaldagi avval aralashtirilgan o-ftalaldgid va N-(1-naftil)etilendiamin bilan aralashtirishdan iborat. Xona haroratida 45 minutlik inkubatsiya vaqtidan so‘ng absorbans 505 nm da mikroplata o‘quvchi (Infinite M200, Tecan, M ¨ annedorf, Shveytsariya) yordamida o‘lchandi. In vitro bir tomonlama ajralib chiqish kinetikasi Tish patnisining karbamidni faqat bir tomondan chiqarish qobiliyati yonma-yon diffuzion hujayralar tizimi (PermeGear, Inc., Hellertown, PA, AQSh) yordamida bir yo'nalishli bo'shashuvchi membranalar bilan in vitro sinovdan o'tkazildi. 3D bosilgan yupqa kuboid muhrlangan tizimni olish uchun aloqa nuqtasida silikon elim yordamida hujayralar orasiga joylashtirildi. Har bir hujayraga 3,4 ml taqlid qilingan tupurik qo'shildi va doimiy qo'zg'atuvchi ostida saqlanadi. Eksperimentning to'liq muddati davomida qurilma 37 ◦ C da saqlangan. Muntazam vaqt nuqtalarida har bir kolbadan 400 mk L taqlid qilingan tuprik alikotlari olindi va teng miqdorda yangi tupurik bilan almashtirildi. Chiqarish bo'yicha tadqiqot 6 kun davomida amalga oshirildi va chiqarilgan karbamid miqdori xona haroratida oldindan tasvirlangan Jung usuli ( Jung va boshq., 1975 ) yordamida aniqlandi. Mexanik xususiyatlar 100 N sig'imli yuk xujayrasi bilan AGS-X (Shimadzu, Kyoto, Yaponiya) universal sinov asbobi yordamida turli kompozit filamentlarda valentlik sinovlari o'tkazildi. Tahlil cho'zilish sinovi paytida namunaning sirpanishini oldini olish uchun ikkala uchida epoksi quyma bilan 50 mm uzunlikdagi filamentlarda o'tkazildi. Har bir namunaning o'lchamlari kaliper yordamida 3 xil nuqtada aniqlandi va namunaning kesma maydonini olish uchun o'lchangan qiymatlar o'rtacha hisoblandi. Namunalar xona haroratida 60 mm/min tezlikda ishlamay qolishi uchun cho'zilgan. Kuch va siljish o'lchovlari bo'yicha kuchlanish va kuchlanish hisoblab chiqilgan. Elastik konstanta deformatsiya-kuchlanish egri chizig'ining boshlang'ich chiziqli hududining qiyaligidan olingan. Skanerli elektron mikroskop (SEM) Kompozit filamentlarning morfologiyasi ikkilamchi elektron rejimida JEOL JSM 7100F dala emissiyasini skanerlovchi elektron mikroskopi (JSM 7100F, JEOL GmbH, Akishima, Yaponiya) bilan tavsiflangan. Namunalar o'tkazuvchan uglerod tsement (Leit-C, Plano GmbH, Wetzlar, Germaniya) bilan alyuminiy stendlarga o'rnatildi va CCU-010 Carbon Coater (Safematic GmbH, Zizers, Shveytsariya) tomonidan 5 nm uglerod bilan purkagich bilan qoplangan. Fila yuzasi va kesmalarining tasvirlari mentlar 3 kV tezlanish kuchlanishida olingan. Optik mikroskop 3D bosilgan ob'ektlarning o'lchamlarini tavsiflash uchun skanerlash lazer mikroskopi (Keyence, Osaka, Yaponiya) yordamida it suyagi shaklidagi namunalar yuzasi va ko'ndalang kesimlarining tasvirlari to'plangan. Bakteriyalarning o'sishi va o'sish kinetikasi S. salivarius ATCC 13,419 TS da suspenziya kulturalarida yetishtirildi va 50 % (v/v) suvli glitserin eritmasida - 80 ◦ C da zahira suspenziyalari sifatida saqlangan. Bakteriyalarning o'sishi Infinite M200 mikroplyonka o'quvchi yordamida bir kechada suyultirilgan kulturalar yordamida nazorat qilindi. 5 mk M NiCl 2 bilan to'ldirilgan BHIda 1:20 (v/v). 600 nm (OD 600 ) da optik zichlik 6 soat davomida har 15 daqiqada 37 ◦ C da kuzatildi ( S4-rasm ). Har bir o'qishdan oldin plastinka 5 soniya davomida chayqatildi. Bakterial metabolizm Turli xil o'sish bosqichlarida S. salivariusning ureaza ishlab chiqarilishi pH pasayish tahlilini amalga oshirish uchun bakteriyalarning etarli metabolizm bosqichini aniqlash uchun aniqlangan ( S5-rasm ). Bir kechada kulturalar NiCl 2 bilan to'ldirilgan BHIda 1:20 (v/v) nisbatda suyultirildi. 5 µM tsentratsiya. 5 ml hajmdagi madaniyat namunasi ajratildi va xona haroratida 4000 × g da 5 daqiqa davomida santrifüj qilindi. Namuna 10 ml sun'iy tupurik bilan yuvilgan, bir xil tezlikda santrifüj qilingan va 1 ml bir xil muhitda qayta suspenziya qilingan. Fon ammiak kontsentratsiyasi birinchi navbatda 100 µL supernatant alikvoti yordamida baholandi. Keyin karbamid gidroliz reaktsiyasini boshlash uchun namunaga karbamid (yakuniy kontsentratsiyasi 100 mM) va glyukoza (yakuniy kontsentratsiyasi 110 mM) aralashmasi qo'shildi. Inkubatsiyadan so'ng hujayra suspenziyasi markazlashtirilgan Xona haroratida 5 daqiqa davomida 4000 × g da fugalandi va ammiakni o'lchash uchun 100 mkL alikvot yig'ildi. Salbiy nazorat sifatida ultra toza suv ishlatilgan. pH pasayishi tahlili S. salivariu ning glikolitik faolligi va ammiak ishlab chiqarish orqali karbamidning buferlik qobiliyati in vitro pH tomchisi tadqiqoti bilan baholandi. Tungi kulturalar BHI sup ichida 1:20 (v/v) da suyultirildi 5 mkM NiCl 2 bilan to'ldiriladi va OD 600 0,35 gacha yig'iladi. 15 ml madaniyat namunasi 4000 × g da 5 daqiqa davomida santrifüj qilindi, 10 ml sun'iy tupurik bilan yuvildi, bir xil tezlikda santrifüj qilindi va 3 ml bir xil muhitda qayta suspenziya qilindi. Birinchidan, pH pasayishi quyidagi suvli eritmalarning har biriga 300 mL qo'shilishi bilan boshlandi: ( i ) glyukoza 110 mM yakuniy konsentratsiyaga, ( ii ) karbamid 110 mM yakuniy konsentratsiyaga yoki ( iii ) glyukoza (110 mM) karbamid (100 mM) bilan aralashtirilgan. Yuqorida ta'riflanganidek, bakterial suspenziyaga 80 mg karbamid kukuni (440 mM) qo'shib, karbamidning yuqori konsentratsiyasi ham o'rganildi. 30% (w/w) karbamidni o'z ichiga olgan PCL/PEG 3D bosma tish qopqoqlaridan karbamid chiqarilishining ta'siri quyidagicha tekshirildi. Tish qopqog'i bir kechada yuqori vakuum ostida joylashtirildi, 3 ml suvda 15 daqiqa davomida xona haroratida 250 aylanish tezligida chayqash ostida yuvildi va yana vakuum ostida bir kechada quritilishi uchun joylashtirildi. Qolgan karbamid miqdori yuvishdan oldin va keyin tish qopqoqlarining og'irligidan foydalangan holda aniqlangan ( 1-rasm). S6 ). Og'irlik farqi chiqarilgan karbamidga to'g'ri kelishini tasdiqlash uchun 1H NMR o'lchovlari o'tkazildi ( 1-rasm). S7 ). PH pasayishi quyidagi oldindan yuvilgan tish qopqoqlari va eritmalari (300 mkL ) qo'shilishi bilan boshlandi: ( i ) karbamid yuklangan 3D bosilgan tish qopqog'i va glyukoza (110 mM), ( ii ) karbamid yuklangan 3D bosilgan tish qopqog'i va suv, yoki ( iii ) PCL/PEG 0 % 3D bosilgan tish qopqog'i va glyukoza. Nihoyat, asboblarni bir necha marta ishlatish mumkinligini tekshirish uchun avval sinovdan o'tgan karbamid yuklangan tish qopqoqlari yordamida pH pasayishi tahlili o'tkazildi. Ilgari ishlatilgan tish qopqoqlari 300 mkL glyukoza eritmasi (110 mM) bilan S. salivarius o'z ichiga olgan yangi tayyorlangan muhitga solingan. PH har 6 daqiqada 120 daqiqa davomida kombinatsiyalangan shisha elektrod yordamida qayd etilgan. Namunalar xona haroratida 250 rpm tezlikda chayqash ostida saqlanadi. Bo'shatilgandan keyin quruq tish qopqoqlarining og'irligi qayd etilgan va chiqarilgan karbamid miqdori yuqorida tavsiflanganidek aniqlangan ( 2-rasm). S6 va S7 ). Axborot vositalarining ammiak konsentratsiyasi parallel ravishda o'lchandi. Buning uchun 100 mkL bakteriya sus Pensiya aniq vaqt nuqtalarida, ya'ni tahlil boshlangandan keyin 5, 30, 55, 80 va 120 daqiqada yig'ildi va xona haroratida 2 daqiqa davomida 12000 × g da santrifüj qilindi. Keyin supernatant bakterial muhitda ammiak kontsentratsiyasini baholash uchun 2.16-bo'limda tavsiflangan protokolga muvofiq yig'ildi. 30 daqiqadan boshlab yig'ilgan alikotlar ultra toza suv bilan suyultiriladi. Ammiakni o'lchash Ammiak konsentratsiyasi 96-quduqli plastinka formatiga moslashtirilgan ammiak tahlili (Randox) yordamida o'lchandi ( Agostoni va boshq., 2016 ). Tahlil avval 200 µL reagent eritmasini 20 µL sinov namunasi bilan 96 kovakli plastinkada (PS, f-pastki, Greiner Bio-One, Sankt-Gallen, Shveytsariya) 2 µL qo‘shishdan oldin aralashtirishdan iborat edi. glutamat de gidrogenaza. Absorbsiya ferment qo'shilishidan oldin va keyin 340 nm da xona haroratida 5 daqiqa inkubatsiyadan keyin qayd etilgan. tabiat. Ammiak konsentratsiyasi ishlab chiqaruvchi tomonidan taqdim etilgan ko'rsatmalardan foydalangan holda absorbans qiymatlaridan hisoblab chiqilgan. Natijalar va muhokama Karbamid yuklangan filamentlarni ishlab chiqarish Yüklə 459,59 Kb. Dostları ilə paylaş:
|