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Mechanically adaptive implants fabricated with poly(2-hydroxyethyl methacrylate)-based negative photoresists.
Journal of Materials Chemistry B ( IF 6.1 ) Pub Date : 2020-06-08 , DOI: 10.1039/d0tb00980f Baptiste Monney 1 , Allison E Hess-Dunning 2 , Paul Gloth 2 , Jeffrey R Capadona 2 , Christoph Weder 1
Journal of Materials Chemistry B ( IF 6.1 ) Pub Date : 2020-06-08 , DOI: 10.1039/d0tb00980f Baptiste Monney 1 , Allison E Hess-Dunning 2 , Paul Gloth 2 , Jeffrey R Capadona 2 , Christoph Weder 1
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Neural implants that are based on mechanically adaptive polymers (MAPs) and soften upon insertion into the body have previously been demonstrated to elicit a reduced chronic tissue response than more rigid devices fabricated from silicon or metals, but their processability has been limited. Here we report a negative photoresist approach towards physiologically responsive MAPs. We exploited this framework to create cross-linked terpolymers of 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate and 2-ethylhexyl methacrylate by photolithographic processes. Our systematic investigation of this platform afforded an optimized composition that exhibits a storage modulus E′ of 1.8 GPa in the dry state. Upon exposure to simulated physiological conditions the material swells slightly (21% w/w) leading to a reduction of E′ to 2 MPa. The large modulus change is mainly caused by plasticization, which shifts the glass transition from above to below 37 °C. Single shank probes fabricated by photolithography could readily be implanted into a brain-mimicking gel without buckling and viability studies with microglial cells show that the materials display excellent biocompatibility.
中文翻译：
用基于聚（2-羟乙基甲基丙烯酸酯）的负光刻胶制造的机械自适应植入物。
基于机械适应性聚合物 (MAP) 并在插入体内时软化的神经植入物先前已被证明比由硅或金属制成的更刚性的装置引起的慢性组织反应降低，但它们的可加工性受到限制。在这里，我们报告了一种针对生理响应 MAP 的负光刻胶方法。我们利用该框架通过光刻工艺制造了甲基丙烯酸 2-羟乙酯、丙烯酸 2-羟乙酯和甲基丙烯酸 2-乙基己酯的交联三元共聚物。我们对该平台的系统研究提供了一种优化的组合物，其表现出储能模量E' 在干燥状态下为 1.8 GPa。在暴露于模拟生理条件下时，材料会轻微膨胀（21% w/w），导致E '降低至 2 MPa。较大的模量变化主要是由塑化引起的，它将玻璃化转变温度从 37 °C 以上转移到以下。通过光刻法制造的单柄探针可以很容易地植入模拟大脑的凝胶中，而不会发生屈曲，对小胶质细胞的活力研究表明，该材料具有出色的生物相容性。
更新日期：2020-08-05
中文翻译：
用基于聚（2-羟乙基甲基丙烯酸酯）的负光刻胶制造的机械自适应植入物。
基于机械适应性聚合物 (MAP) 并在插入体内时软化的神经植入物先前已被证明比由硅或金属制成的更刚性的装置引起的慢性组织反应降低，但它们的可加工性受到限制。在这里，我们报告了一种针对生理响应 MAP 的负光刻胶方法。我们利用该框架通过光刻工艺制造了甲基丙烯酸 2-羟乙酯、丙烯酸 2-羟乙酯和甲基丙烯酸 2-乙基己酯的交联三元共聚物。我们对该平台的系统研究提供了一种优化的组合物，其表现出储能模量E' 在干燥状态下为 1.8 GPa。在暴露于模拟生理条件下时，材料会轻微膨胀（21% w/w），导致E '降低至 2 MPa。较大的模量变化主要是由塑化引起的，它将玻璃化转变温度从 37 °C 以上转移到以下。通过光刻法制造的单柄探针可以很容易地植入模拟大脑的凝胶中，而不会发生屈曲，对小胶质细胞的活力研究表明，该材料具有出色的生物相容性。
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