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Scalable novel PVDF based nanocomposite foam for direct blood contact and cardiac patch applications
Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials ( IF 3.9 ) Pub Date : 2018-08-22 , DOI: 10.1016/j.jmbbm.2018.08.020
Ratnakar Arumugam , Raj Kumar Chinnadurai , Bala Nehru Subramaniam , Bhuvaneshwar Devaraj , Veni Subramanium , Srinadhu Endu Sekhar , Satyanarayana Nallani

Scalable novel beta phase polyvinylidene fluoride-poly(methyl methacrylate) (PVDF-PMMA) polymer blend based nanocomposite foam with hydroxyapatite (HAp) and titanium dioxide (TiO2) as nanofillers (β-PVDF-PMMA/HAp/TiO2) (β-PPHT-f), was prepared by using salt etching assisted solution casting method. The prepared β-PPHT-f nanocomposite material was characterized using XRD, FT-IR, SEM-EDS. The XRD and FTIR results confirmed the formation of β phase of β-PPHT-f. The SEM and EDS results confirmed the formation of high porous structured closed cell type morphology of β-PPHT-f. It also, confirmed the uniform distribution of Ti, Ca, P, N and O, in β-PPHT-f. Contact angle measurements performed using sessile drop method with water and EDTA treated blood (EDTA blood) as probe liquids revealed that β-PPHT-f is hydrophilic with contact angle of 48.2° as well as hemophilic with contact angle of 13.7°. Porosity, fluid absorption and retention investigation by gravimetric analysis revealed that β-PPHT-f was 89.2% porous and can absorb and retain 139.15% and 87.05% of water and blood, respectively. The hemolysis assay performed as per ASTM F756 procedure revealed that β-PPHT-f is non hemolytic. Also, the Leishman stained blood smears prepared from whole blood incubated with β-PPHT-f for 3, 4, 5 and 6 h at 37 °C revealed that the blood cells were not affected by β-PPHT-f, its surface morphology and elemental composition. H9c2 cell line studies on a transparent film prepared using β-PPHT-f revealed that the elemental composition of the nanocomposite favored H9c2 cell adhesion and differentiation. All the characterization results indicate that the newly developed scalable novel β-PPHT-f is hemocompatible and cardiomyocyte compatible, suggesting it as a useful material for direct blood contact and cardiac patch applications.



中文翻译:

可扩展的新颖的基于PVDF的纳米复合泡沫材料,可直接用于血液接触和心脏贴片应用

基于羟基磷灰石(HAp)和二氧化钛(TiO 2)作为纳米填料的可扩展新型β相聚偏二氟乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PVDF-PMMA)聚合物共混物纳米复合泡沫(β-PVDF-PMMA/ HAp / TiO 2)(β-PPHT-f),是通过盐腐蚀辅助溶液流延法制备的。用XRD,FT-IR,SEM-EDS对制备的β-PPHT-f纳米复合材料进行了表征。XRD和FTIR结果证实了β-PPHT-f的β相的形成。SEM和EDS结果证实了β-PPHT-f的高多孔结构闭孔型形态的形成。还证实了β-PPHT-f中Ti,Ca,P,N和O的均匀分布。使用无水液滴法,以水和经EDTA处理的血液(EDTA血液)作为探针液进行接触角测量,发现β-PPHT-f具有亲水性,接触角为48.2°,并且具有血友病性,接触角为13.7°。通过重量分析法进行的孔隙率,流体吸收和保留研究表明,β-PPHT-f的孔隙率为89.2%,可以吸收并保留139.15%和87。分别是05%的水和血液。按照ASTM F756程序进行的溶血分析表明,β-PPHT-f是非溶血的。同样,从全血与β-PPHT-f孵育37、3、4、5和6 h制备的利什曼染色血涂片显示,血细胞不受β-PPHT-f的影响,其表面形态和元素组成。H9c2细胞系在使用β-PPHT-f制备的透明膜上的研究表明,纳米复合材料的元素组成有利于H9c2细胞的粘附和分化。所有的表征结果表明,新开发的可扩展的新型β-PPHT-f具有血液相容性和心肌相容性,表明它可作为直接血液接触和心脏贴片应用的有用材料。按照ASTM F756程序进行的溶血分析表明,β-PPHT-f是非溶血的。同样,从全血与β-PPHT-f孵育37、3、4、5和6 h制备的利什曼染色血涂片显示,血细胞不受β-PPHT-f的影响,其表面形态和元素组成。H9c2细胞系在使用β-PPHT-f制备的透明膜上的研究表明,纳米复合材料的元素组成有利于H9c2细胞的粘附和分化。所有的表征结果表明,新开发的可扩展的新型β-PPHT-f具有血液相容性和心肌相容性,表明它可作为直接血液接触和心脏贴片应用的有用材料。按照ASTM F756程序进行的溶血分析表明,β-PPHT-f是非溶血的。同样,从全血与β-PPHT-f孵育37、3、4、5和6 h制备的利什曼染色血涂片显示,血细胞不受β-PPHT-f的影响,其表面形态和元素组成。H9c2细胞系在使用β-PPHT-f制备的透明膜上的研究表明,纳米复合材料的元素组成有利于H9c2细胞的粘附和分化。所有的表征结果表明,新开发的可扩展的新型β-PPHT-f具有血液相容性和心肌相容性,表明它可作为直接血液接触和心脏贴片应用的有用材料。由全血与β-PPHT-f在37°C下孵育3、4、5和6 h制备的利什曼染色血涂片显示,血细胞不受β-PPHT-f的影响,其表面形态和元素组成。H9c2细胞系在使用β-PPHT-f制备的透明膜上的研究表明,纳米复合材料的元素组成有利于H9c2细胞的粘附和分化。所有的表征结果表明,新开发的可扩展的新型β-PPHT-f具有血液相容性和心肌相容性,表明它可作为直接血液接触和心脏贴片应用的有用材料。由全血与β-PPHT-f在37°C下孵育3、4、5和6 h制备的利什曼染色血涂片显示,血细胞不受β-PPHT-f的影响,其表面形态和元素组成。H9c2细胞系在使用β-PPHT-f制备的透明膜上的研究表明,纳米复合材料的元素组成有利于H9c2细胞的粘附和分化。所有的表征结果表明,新开发的可扩展的新型β-PPHT-f具有血液相容性和心肌相容性,表明它可作为直接血液接触和心脏贴片应用的有用材料。H9c2细胞系在使用β-PPHT-f制备的透明膜上的研究表明,纳米复合材料的元素组成有利于H9c2细胞的粘附和分化。所有的表征结果表明,新开发的可扩展的新型β-PPHT-f具有血液相容性和心肌相容性,表明它可作为直接血液接触和心脏贴片应用的有用材料。H9c2细胞系在使用β-PPHT-f制备的透明膜上的研究表明,纳米复合材料的元素组成有利于H9c2细胞的粘附和分化。所有的表征结果表明,新开发的可扩展的新型β-PPHT-f具有血液相容性和心肌相容性,表明它可作为直接血液接触和心脏贴片应用的有用材料。

更新日期:2018-08-22
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