ПГС для строительных работ: описание и характеристики

Одним из материалов, солидно расходуемых на стройках, является песчано-гравийная смесь. В России имеется много месторождений ПГС, чаще всего добыча песчано-гравийной смеси ведется на песочных карьерах или на обмелелых реках. ПГС – это продукт, являющийся недорогим по цене, а поэтому востребованным для строительных целей. На стройплощадку данный материал завозят с помощью самосвалов и полуприцепов. В зависимости от объема сырья, которое требуется транспортировать, выбирается и транспортное средство.

Песчано-гравийная смесь

Во многих случаях требуется обогащенная ПГС. Ее получают посредством добавления в добытое сырье гравия, отсева или мелкий фракций гранитного щебня. Пропорции песка и гравийной составляющей в ОПГС должны соответствовать нормам и строительному ГОСТу. Востребованным продуктом в строительстве является ОПГС, имеющая тридцать процентов песчаного компонента и семьдесят – гравия. Используя такой материал, даже при значительных нагрузках усадок не бывает. Подобный состав применяют в качестве первичного слоя при проведении мероприятий по заливке бетоном, в качестве основания под фундамент, к примеру.

 

Типы ПГС

 

В данном виде сырья присутствуют кроме основных компонентов и другие примеси. Такими включениями бывают загрязнения в виде комков глины и прочих добавок, которые влияют на прочность продукта, а также на его цену. Покупателю, приобретающему одну машину смеси, выгоднее заказывать мытый песок и щебенку в необходимых пропорциях. Такой состав окажется немного дороже по цене, но значительно качественнее обычной ПГС.

Существуют основные три типа песчано-гравийной смеси:

1. Горно-овражный тип (в основном характеризуюется наличием остаточной горной породы в составе)
2. Озерно-речной тип (добывается в озерах, реках и карьерах)
3. Морской тип (наиболее чистый и дорогостоящий материал)

Добыча ПГС

 

ПГС часще всего извлекается из рек, озер, карьеров. При добыче смеси даже из одного месторождкния встречаются пласты, сильно различающиеся по составу гравия. Что уж говорить о разных месторождениях? Гравия в общем количестве материала бывает 10

Добыча пгс на карьере

 

-20 процентов. На отдельных карьерах в Ленинградской области в некоторых пластах встречается 35 процентов гравийной смеси. Также различаются в каждой порции размеры зерен описываемого сыпучего материала. Диапазон значений показателя фракционности достаточно широкий: от 5 до ста двадцати мм. Формат зерен до 40 миллиметров считается стандартным показателем. Поэтому, когда это значение превышено, ПГС просеивают.

 

Коэффициент уплотнения ПГС

Как и любой другой нерудный, сыпучий материал песчано-гравийная смесь имеет свой усредненный коэффициент уплотнения, согласно ГОСТ равен он 1,2. Как пользоваться  этим параметром? Все очень просто!

Например, у нас есть 30 м3 ПГС. 30 делим на 1,2 и получаем 25 м3 – это значит что после выгрузки из автомобиля после естестевенного уплотнения объем материала будет составлять 25 кубических метров

 

Применение ПГС

Она широко используется при возведении дорог, формировании дренирующих слоев. ПГС идет на обратную засыпку канав в процессе прокладки инженерных коммуникаций. Песчано-гравийная гравийная смесь является, как отмечалось выше прекрасной подушкой под фундамент.
Песчано-гравийный продукт, участвующий в строительных работах, обязан соответствовать ГОСТу 25607-2009, он подразумевает под собой определенные пропорции элементов.  Чтобы достичь нужных характеристик материала, в ПГС досыпается недостающий элемент: песок или щебенка.

Для того чтобы заказать ПГС в нашей компании, просто свяжитесь с нами, либо заполните заявку на сайте и кратчайшие сроки вы получите расчет поставки от наших менеджеров.

Что важно учесть при выборе ПГС

Песчано-гравийная смесь включает в себя в разных процентных частях песок и камни. Она является одним из наиболее востребованных строительных материалов. В составе бетона она заменяет отсев и частично щебень. Это сыпучая смесь с зернистой структурой, состоящая из песка и гравия. Соотношение компонентов может меняться, оно определяется строительной задачей.

При выборе ПГС учитывают желаемую прочность конечного продукта – бетона. Смеси из песка и гравия находят широкое применение как в индивидуальном строительстве, так и при сооружении капитальных объектов.

Виды ПГС

Классификация песчано-гравийных смесей по происхождению включает две разновидности:

• Природные материалы, добываемые из естественных мест – водоемов и карьеров.
• Обогащенные смеси, в которых значительную долю занимает добавленный гравий и щебень.

В смесях второго вида размер зерен гравия и их количество поддаются регулированию, и это позволяет произвести дополнительную классификацию ПГС на 5 групп. Благодаря более четкому делению по составу, проще подобрать смесь с обогащенным составом для конкретной сферы применения.

Параметры песчано-гравийных смесей

Несмотря на наличие всего двух ингредиентов, смеси должны соответствовать нормативам ГОСТ, которые распространяются на показатели зернистости и фракции камня. Песок, являющийся вторым компонентом ПГС, может быть любого происхождения. Лучшие разновидности – речной и морской. К их преимуществам можно отнести чистоту, отсутствие примесей глинистого характера. Качественный песок улучшает эксплуатационные характеристики ПГС, поэтому происхождение песка всегда учитывается в капитальном строительстве.

Для качественного строительства имеют значение следующие характеристики ПГС:

• Процентное соотношение компонентов.
• Модуль крупности.
• Присутствие лещадных зерен.
• Степень загрязнения органическими примесями.
• Наличие и характер инородных включений – глинистых примесей, ила, пыли.
• Уровень прочности и морозостойкости.

Специалисты всегда оценивают форму зерен, она должна быть кубической или округлой. В этом случае обеспечивается достаточная прочность бетона. Понятие лещадности подразумевает особый вид зерен – тонких и плоских, образующихся в процессе дробления горных пород. В качественной ПГС количество лещадных зерен должно быть минимальным.

Перед непосредственным использованием ПГС следует обращать внимание на степень влажности песка. Этот параметр не ухудшает качество смеси, но может повлиять на прочность готового бетона. В случае применения сырого песка объем добавляемой в раствор воды уменьшается для обеспечения надежного сцепления.

Песчано-гравийные смеси. Характеристики и область применения.

Современное строительство во многом зависит от качества подсобных материалов. А при строительстве таких объектов, как дома, аэродромы или же дороги, этот факт является основополагающим.

В капитальном строительстве, монтаже и ремонте дорог, благоустройстве земель важную роль играет такой вид материала как ПГС.

 

Что такое ПГС

ПГС — это песчано-гравийная смесь природного происхождения. Она состоит из песка и гравия, сочетающихся в определенных пропорциях. ПГС разделяют на карьерную, речную и морскую. Чаще всего эту смесь используют для изготовления бетона.

ПГС бывает природной (из песка и гравия) и обогащенной. В обогащенную добавляют минералы.

 

Виды ПГС

Песчано-гравийные смеси подразделяют на марки и фракции.

Исходя из содержания слабых пород можно выделить следующие марки:

• М1000. Содержание не более 5% слабых пород.
• М800. Сюда входит 5 — 10% слабых пород.
• М600. Слабые породы составляют от 10 до 15%.
• М400. Содержание слабых пород не более 15%

По ГОСТу, в природной ПГС могут присутствовать:

• от 10 до 90% зерен гравия следующих размеров:

— 5-10мм;

— 10-20мм;

— 20-40мм;

— 40-70мм.

— 70-100мм;

— 100-150мм.

• песок с диаметром зерна:

— менее 0,16мм;

— от 0,16мм до 0,315мм;

— 0,315 — 0,63мм;

— 0,63мм — 1,25мм;

— от1,25мм до 2,5мм;

— 2,5мм — 5мм.

Обогащенную песчано-гравийную смесь классифицируют на пять групп, исходя от процентного соотношения массы гравия к песку:

1. От 15 до 25%;
2. 25% — 35%;
3. 35 — 50%;
4. 50 — 65%;
5. 65 — 70 процентов.

 

Характеристики ПГС

Каждый вид ПГС имеет девять основных показателей ее оценки:

1. Зерновой состав.
2. Наличие гравия, песка и валунов.
3. Объем пыли и глины в составе ПГС.
4. Коэффициент фильтрации.
5. Величина зерен гравия.
6. Комки глины.
7. Насыпная плотность.
8. Отсутствие засоряющих примесей.
9. Наличие радионуклидов природного происхождения согласно ГОСТ.

Выделяют и частные показатели, которыми должны характеризоваться ПГС:

• прочность;
• наличие слабых пород;
• фракции;
• морозостойкость;
• наличие комков глины;
• наличие минералов;
• наличие частиц пыли.

 

Применение ПГС

Песчано-гравийные смеси являются одним из самых востребованных материалом в строительстве, исходя из довольно низкой цены и своих свойств, поэтому область их применения довольно обширна.

Мелкофракционными смесями покрывают детские и спортивные площадки, пляжи или берега водоемов. ПГС средних фракций могут быть применены в сооружении стяжек, легких бетонных конструкций, при монтаже кровли и даже в сооружении составных частей мостов или аэродромов. Песчано-гравийные смеси с крупными камнями, в том числе и до 150мм, используют в строительстве улиц, дорог, тротуаров и автомагистралей; они применяются в сооружении плотин или ландшафтных компонентах дизайна.

 

Преимущества видов ПГС

Каким бы видом песчано-гравийной смеси вы не пользовались, у все есть ряд преимуществ, применимых ко всем без исключения.

1. Цена. ПГС обладает достаточно низкой себестоимостью, поэтому и цена очень лояльна и доступна.
2. Экологичность. Смеси являются натуральным сырьем, поэтому их можно использовать даже для строительства домов и детских площадок.
3. Универсальность. Благодаря своим универсальным свойствам ПГС находит широкое применение в различных сферах деятельности.
4. Долговечность. Песчано-гравийные смеси не имеют срока годности, поэтому сооружения, построенные с их помощью могут служить очень долго.
5. Надежность. Со временем свойства материала не меняются и не исчезаю.
6. Морозостойкость. ПГС не вредны перепады температур, что положительно сказывается на ее характеристиках.

Итог

ПГС является общедоступным, универсальным и очень надежным средством в строительстве. Именно поэтому так широка область применения смеси.

 

Опубликовано на правах рекламы.

Характеристики

Изделия из ячеистого бетона легко поддаются обработке даже при использовании простых плотницких инструментов. Это позволяет изготавливать конструкции различной конфигурации, в том числе и арочные; легко прорезать каналы и отверстия под электропроводку, розетки и трубопроводы.

Блоки из ячеистого бетона как стеновые, так и предназначенные для кладки перегородок в зданиях, отличаются высоким качеством  и точностью геометрических размеров. 

Дома, построенные из этих легких, пористых стройматериалов, обладают повышенной комфортностью, имеют высокиетеплозащитные и акустические показатели. Перегородка, сложенная из ячеистого бетона, в 3 раза легче кирпичной и обладает лучшей звукоизоляцией.

 

 

• Практически произвольная геометрия стен; в том числе сетка проемов по фасадам
• Разнообразие вариантов отделки (штукатурка, силикатный камень, естественный или искусственный камень и др.)
• Вариабельность теплотехнических характеристик
• Возможность устройства однослойных стен
• Снижение нагрузки на каркас, фундаменты и основания здания
• Блоки из ячеистого бетона относятся к группе негорючих материалов (НГ) по ГОСТ 30244.

 

Блоки изготавливаются из смеси известково-песчаного вяжущего цемента, молотого песка, порообразователя и воды путем формирования с последующим твердением под действием пара в автоклаве.

Предназначены для кладки наружных, внутренних стен и стен подвалов и перегородок зданий, с относительной влажностью не более 75 % и при неагрессивной среде (в помещениях с влажностью воздуха не более 60 % внутренняя поверхность наружных стен из блоков должна иметь пароизоляционное покрытие), для устройства тепловой изоляции наружных стен зданий и сооружений.

 

Изделия из ячеистого бетона легко поддаются обработке даже при использовании простых плотницких инструментов. Это позволяет изготавливать конструкции различной конфигурации, в том числе и арочные; легко прорезать каналы и отверстия под электропроводку, розетки и трубопроводы.

 

Уникальные свойства ААС (Aerated Autoclaved Concrete — автоклавного аэрированного бетона, называемого также ячеистым бетоном или газобетоном), изобретенного в 1930-х годах в Швеции, постоянно совершенствовались и в начале 2000-х годов обеспечили материалу мировое признание лучшего решения для домостроения.

Так был отработан уникальный стандарт прочности, морозостойкости и толщины блоков для русского климата.  Эти блоки позволяют возводить стены в один ряд, не требуют дополнительного утепления и гарантируют идеальный для жизни микроклимат в доме при температуре воздуха на улице от -40 до +40 градусов. 

 В состав блоков  входят только экологически чистые материалы. Все сырьевые материалы и готовая продукция проходят входной и выходной контроль качества в собственной сертифицированной лаборатории.

 

Характеристики Perfelli Santino PGS 5161-96 Metallic (Перфелли Сантино ПГС 5161-96 Металлик)

Perfelli Santino PGS 5161-96 Metallic

Характеристики

Perfelli Santino PGS 5161-96 Metallic: Характеристики

Характеристики

`

врезная полуторная, искусственный гранит, 96х50 см

Характеристики

Общие характеристики

Установка

врезная

Количество чаш

основная + дополнительная чаши

Измельчитель пищевых отходов

нет

Отверстие под смеситель

есть

Характеристики

Форма

прямоугольная

Material

Материал

искусственный гранит

Другие функции и особенности

Комплектация

клапан-автомат

Габариты

Размеры мойки (ШхГ)

96х50 см

Размеры чаши (ШхВхГ)

35.90х17×41.90 см

Диаметр сливного отверстия

3 1/2 «

Ширина шкафа

60 см

5 (из 5 возможных)

Песчано-гравийная смесь: характеристики, особенности материала

[contents]

Песчано-гравийная смесь (или, как ее называют сокращенно – ПГС) – это, как можно судить из названия, смесь гравия и песка, которую добывают со дна водоемов (преимущественно рек и морей). При этом очень важны характеристики местности, где проходила добыча – от них зависят свойства материала.

Основные характеристики ПГС

Основным критерием, по которому оценивается ПГС, являются ее скрепляющие показатели. Сам материал весьма распространен, так как используется для изготовления самых разнообразных конструкций (например, объекты из бетона или железобетона).

Разновидности ПГС

Достаточно сложно перечислить все разновидности песчано-гравийной смеси, поскольку их очень много. У каждого типа – свой состав, вернее, свои пропорции составляющих.

Помимо того, разделение может происходить и по размеру зерен гравия, отсутствии/наличии глины и проч. При этом важным параметром, которым обладает гравийная смесь, является прочность зерен гравия и их устойчивость к низкой температуре.
Пожалуй, стоит отдельно рассмотреть самый распространенный тип материала – речь идет об обогащенной ПГС. Она называется так потому, что в ее составе большое количество именно гравия, что в значительной мере меняет характеристики материала.

Обратите внимание! В обогащенной смеси имеется порядка ¾ гравия (от всей массы).

Дабы вы лучше прочувствовали разницу между ней и обычной смесью, сообщим: в обычной доля гравия не превышает 1/5. Это основное отличие, о котором обязательно следует помнить. Для изготовления бетона из такой смеси берутся:

• сухой цемент;

• ОПГС;

• вода.

Перед приготовлением бетона максимального качества изучите внимательно следующий пункт статьи.

Изготовление бетона из гравийной смеси

Правильная пропорция выглядит следующим образом:

Цемент + ПГС + вода – 1:4:0,5.

Характерно, что данное соотношение рассчитывается по весу материала. Можно, конечно, добавить еще немного песка, но перед этим следует узнать, каков его процент в уже имеющейся смеси.

Обратите внимание! Если строго соблюдать пропорции, то в конечном итоге вы получите высококачественный бетон.

Еще один важный момент: если используется необогащенная смесь, то в таком случае все зависит исключительно от маркировки бетона, который планируется приготовить.

Не меньшее значение имеет также маркировка цемента и прочих компонентов, которые используются в процессе приготовления.

Собственно, соотношение можно выполнить и дома, ничего сложного в этом нет. Для облегчения процедуры используйте железную сетку – через нее можно просеять требуемую часть смеси. В большинстве случаев песок при этом не надо добавлять, поскольку его и так вполне достаточно в самом материале.

Обратите внимание! Иногда в ПГС добавляют даже щебень.

Словом, к изготовлению бетона следует отнестись со всей серьезностью. Если бетоном будет заливаться основание, то соотношение ПГС и цемента должно быть 8:1. Это идеальное для подобных случаев соотношение, уж можете поверить.

Вот мы и выяснили, что такое песчано-гравийная смесь, характеристики материала и особенности изготовления бетона из нее. Удачи в работе!

технические характеристики, от которых зависит цена

ПГС (она же песчано-гравийная смесь) – это широко применяемый строительный материал, используемый для изготовления бетонной смеси. Учитывая востребованность бетона, как основного строительного материала, можно представить себе количество производимого ПГС. По своему составу – это смешанные песок и гравий с большой крупностью камней. ГОСТ 23735-79 определяет, что процентное содержание зерен гравия размером более пяти миллиметров должно варьироваться от десяти до девяносто пяти процентов.

Различают природную ПГС, которая продается в том же виде, что и добывается, и обогащенную (ОПГС) – содержащую порядка семидесяти процентов гравия и только тридцать процентов песка. ОПГС отличается большей износостойкостью и используется при строительстве дорог.

Важным параметром является плотность ПГС . Под этим понятием подразумевается отношение массы материала к тому объему, который он занимает. То есть в одном кубическом метре смеси (при продаже она обычно считается кубометрами) может содержаться разное количество и гравия. Всегда стоит уточнять при покупке или плотность продукта или его вес.

Изначально, мы имеем дело с, так называемой, насыпной плотностью, которой материал имеет в природном состоянии. Её величина усреднено берется, как один и шесть десятых грамм на кубический сантиметр. Частички песка и камни не полностью прилегают друг к другу, и между ними остается достаточное пространство. В объеме грузовика набегает заметное расхождение. При уплотнении объем уменьшается, и плотность заметно возрастает.

Эффективно плотность ПГС можно увеличить с помощью специального оборудования путем утрамбовки. Так же, на данный показатель может значительно влиять влажность.

Применение

– это недорогой строительный материал, не требующий каких-то особенных условий транспортировки и хранения, экологичный и простой в использовании.

Это комплексный ингредиент бетона наравне с водой и цементом. Плотность ПГС важна при изготовлении бетонной смеси, чтобы точно соблюсти пропорции и получить конечный материал определенной марки. Когда речь идет о больших объемах бетона, всегда стоит предварительно проверять плотность (это не занимает много времени и не является сложным процессом) и делать на неё поправку.

Другое применение ПГС – автодорожное автостроительство и выравнивание больших площадок. Данный материал превосходно держит форму своего слоя и обладает дренажными функциями: вода не скапливается на его поверхности, а легко проходит насквозь. Из песчано-гравийных смесей делают подложки асфальтовых дорог и фундаментов домов.

Ценообразование

На формирование конечной стоимости ПГС влияют следующие факторы:

1. Плотность. Чем она выше, тем больше и стоимость. Таблицы перевода из тонны в кубометры в зависимости от плотности можно найти в свободном доступе в Интернете. Так же, высокая плотность может быть изначально оговорена для упрощения транспортировки.
2. Соотношение песка и . Второй ингредиент является заметно более дорогим. Наиболее высокая стоимость у обогащенной ПГС.
3. Качество компонентов. Песок должен быть промыт, чтобы убрать частички глины, и просушен, а гравий иметь определенную структуру и размер камней.
4. Способ доставки, исключающий загрязнение материала и попадание в него воды.
5. Размер партии.

Оптимальным поставщиком является предприятие, обеспечивающее полный спектр работ и имеющее свою добычу компонентов. Это позволяет контролировать стоимость и качество продукции.

Краткое содержание

В этом разделе нашего строительного сайта мы расскажем о том, сколько тонн в кубическом метре содержит каждый из предлагаемых видов стройсредств.

Но прежде отметим, что приводим приблизительные цифры. В ряде случаев вес материала зависит от фракции, вида, влажности и других природных факторов.

Сколько тонн в кубе —

Говоря о ПГС, можно отметить, что его вес равен насыпной плотности. Также строители приравнивают плотность ПГС и песка, содержащегося в песчано-гравийной смеси.

Важно знать, что если в ПГС содержится керамзит, то плотность будет на 10-15% меньше, чем обычно. В среднем, на вопрос, сколько тонн в кубе этого материала можно ответить, что не более 1,55 т/м3.

Добавим также, что его плотность не отличается сильно от веса ОПГС. Поэтому указанный вес справедлив и для него.

Сколько тонн в кубе —

Говоря о песке, здесь важно отметить, что плотность этой породы в свою очередь зависит от размера зерна, от влажности (как и у других материалов) и посторонних примесей, таких как глина, например.

Также на его вес влияют минералы, содержащиеся в песке. Его средняя плотность составляет 1,3-1,8 т/м3.

Согласно ГОСТу (ГОСТ 8736-77), строительный вид этой породы содержит 1600 кг в каждом кубическом метре.

Сколько тонн в кубе —

Относится к легкому типу, но его вес также варьирует в зависимости от размера зерна – то есть от фракции. Стоит отметить, что чем меньше размер, тем тяжелее будет масса и наоборот, чем крупнее зерно, тем оно легче. Также от фракции зависит и марка стройсредства.

Она назначается этому материалу, когда он находится в сухом состоянии. К примеру, марка 400 говорит о том, что в кубическом метре керамзита содержится 400 кг. Определяющим фактором в весе этого материала является качество технологий производителя. Итак, для среднего размера – 10-20 мм вес составляет 300 – 500 кг на кубический метр.

Сколько тонн в кубе —

Вы уже, наверное, узнали в других разделах нашего сайта о том, что щебень бывает разным по происхождению. Все объединяет то, что его вес зависит от фракции и влажности.

В среднем цифры колеблются в пределах 2- 2,5 тонны в каждом кубическом метре. Но такие измерения берутся в разных условиях влажности. Мы сообщаем, сколько тонн в кубе материала в условиях минимальной влажности, чтобы быть более точными.

Щебень гранитный содержит 1,37 тонн в м3. Как правило, это такие фракции как 5-20, 20-40 и 40-70. Щебень гравийный содержит 1,3 тонны в м3 (5 -20). Щебень из известняка обладает таким же весом – 1,3 тонны в м3 (2-40).

Сколько тонн в кубе — Бетон

Бетон содержит несколько иные цифры. Вообще, на вопрос, сколько тонн в кубе бетона сложно ответить, потому, что он очень разнообразен!

Мы постараемся придерживаться установленных стандартов для строительного вида. Согласно ГОСТу 25192-82, выделяются несколько видов бетона с разным весом.

Тяжелый тип средней плотности должен иметь 2,2-2,5 тонны/м3.
Мелкозернистый тип средней плотности – 1,8 тонн в м3.
Есть ещё и легкий, плотный или поризованный по структуре , его вес будет колебаться в пределах 0,8-1,8 тонн в м3.

Позвонив по нашим номерам, вы сможете узнать не только, сколько тонн в кубе, но и получить четкий ответ на все возникшие вопросы на тему пгс, опгс. Ждем ваших звонков ежедневно.

Сколько весит 1 куб песчано-гравийной смеси, вес 1 м3 песчано-гравийной смеси. Количество килограмм в 1 кубическом метре, количество тонн в 1 кубометре, кг в 1 м3. Объемная плотность песчано-гравийной смеси и удельный вес.

Что мы хотим узнать сегодня узнать? Сколько весит 1 куб песчано-гравийной смеси, вес 1 м3 песчано-гравийной смеси? Нет проблем, можно узнать количество килограмм или количество тонн сразу, масса (вес одного кубометра, вес одного куба, вес одного кубического метра, вес 1 м3) указаны в таблице 1. Если кому-то интересно, можно пробежать глазами небольшой текст ниже, прочесть некоторые пояснения. Как измеряется нужное нам количество вещества, материала, жидкости или газа? За исключением тех случаев, когда можно свести расчет нужного количества к подсчету товара, изделий, элементов в штуках (поштучный подсчет), нам проще всего определить нужное количество исходя из объема и веса (массы). В бытовом отношении самой привычной единицей измерения объема для нас является 1 литр. Однако, количество литров, пригодное для бытовых расчетов, не всегда применимый способ определения объема для хозяйственной деятельности. Кроме того, литры в нашей стране так и не стали общепринятой «производственной» и торговой единицей измерения объема. Один кубический метр или в сокращенном варианте — один куб, оказался достаточно удобной и популярной для практического использования единицей объема. Практически все вещества, жидкости, материалы и даже газы мы привыкли измерять в кубометрах. Это действительно удобно. Ведь их стоимость, цены, расценки, нормы расхода, тарифы, договора на поставку почти всегда привязаны к кубическим метрам (кубам), гораздо реже к литрам. Не менее важным для практической деятельности оказывается знание не только объема, но и веса (массы) вещества занимающего этот объем: в данном случае речь идет о том сколько весит 1 куб (1 кубометр, 1 метр кубический, 1 м3). Знание массы и объема, дают нам довольно полное представление о количестве. Посетители сайта, спрашивая сколько весит 1 куб, часто указывают конкретные единицы массы, в которых им хотелось бы узнать ответ на вопрос. Как мы заметили, чаще всего хотят узнать вес 1 куба (1 кубометра, 1 кубического метра, 1 м3) в килограммах (кг) или в тоннах (тн). По сути, нужны кг/м3 или тн/м3. Это тесно связанные единицы определяющие количество. В принципе возможен довольно простой самостоятельный пересчет веса (массы) из тонн в килограммы и обратно: из килограммов в тонны. Однако, как показала практика, для большинства посетителей сайта более удобным вариантом было бы сразу узнать сколько килограмм весит 1 куб (1 м3) песчано-гравийной смеси или сколько тонн весит 1 куб (1 м3) песчано-гравийной смеси , без пересчета килограмм в тонны или обратно — количества тонн в килограммы на один метр кубический (один кубометр, один куб, один м3). Поэтому, в таблице 1 мы указали сколько весит 1 куб (1 кубометр, 1 метр кубический) в килограммах (кг) и в тоннах (тн). Выбирайте тот столбик таблицы, который вам нужен самостоятельно. Кстати, когда мы спрашиваем сколько весит 1 куб (1 м3), мы подразумеваем количество килограмм или количество тонн. Однако, с физической точки зрения нас интересует плотность или удельный вес. Масса единицы объема или количество вещества помещающегося в единице объема — это объемная плотность или удельный вес. В данном случае объемная плотность и удельный вес песчано-гравийной смеси. Плотность и удельный вес в физике принято измерять не в кг/м3 или в тн/м3, а в граммах на кубический сантиметр: гр/см3. Поэтому в таблице 1 удельный вес и плотность (синонимы) указаны в граммах на кубический сантиметр (гр/см3)

Таблица 1. Сколько весит 1 куб песчано-гравийной смеси, вес 1 м3 песчано-гравийной смеси. Объемная плотность и удельный вес в гр/см3. Сколько килограмм в кубе, тонн в 1 кубическом метре, кг в 1 кубометре, тн в 1 м3.

Песчано-гравийная смесь отличается зернистой структурой и прочностью. Благодаря этим качествам данный материал широко используется в строительстве различных объектов и дорог.

Какой бывает песчано-гравийная смесь

Различают природную песчано-гравийную смесь (ПГС) и обогащенную (ОПГС). Последняя может содержать разное количество гравия, в зависимости от области применения. Также важно место добычи. Горно-овражная ПГС отличается остроугольной формой частиц и наличием примесей, а потому не подходит для бетона. В отличие от морской, которая практически не содержит глины и пыли. Однородная структура и чистота данного материала делают его незаменимым в качестве бетонного наполнителя. Озерно-речная ПГС также обладает однородным составом, но может содержать глинистые частицы, ил, грунт и органические элементы.

Природная ПГС – это полезное ископаемое. Согласно ГОСТ 23735-79 содержание гравия в ней должно быть не менее 10 %, но не более 95 %.

ОПГС создается искусственно на основе природной. Количество гравийных элементов здесь может быть 15-25 %, 25-35 %, 35-50 %, 50-65 % и 65-75 %.

Чтобы определить тип песчано-гравийной смеси и присвоить классификацию, материал проходит ряд испытаний и анализов, в процессе которых измеряется количество примесей и зерен слабых пород, размеры песка и гравия, проводится проверка на прочность и морозостойкость.

Государственный стандарт

Плотность песчано-гравийной смеси

Чтобы перевести кубометр в тонну, нужно учитывать соотношение гравия и песка. Или можно воспользоваться коэффициентом 1,65. Например, вес ПГС объемом 1 куб. м составит 1,65 т. Наиболее точные данные можно получить через взвешивание мерного сосуда со смесью. Насыпная плотность также определяется опытным путем. Для этого материал насыпается в емкость и не трамбуется.

Технические параметры ПГС и ОПГ

Зависит от технических характеристик материала. При покупке необходимо обратить внимание на следующие параметры:

1. Форма и размеры гравийного зерна. В ПГС может встречаться гравий различных фракций (от 10 до 70 мм). В ОПГС эти показатели четко регламентированы и составляют либо 10, либо 20, либо 40, либо 70 мм.
2. Соотношение песка и гравия. От этого зависит прочность будущей конструкции и сфера применения. Чем больше гравия – тем прочнее.
3. Характеристики гравия: состав, прочность, процент слабых зерен, морозостойкость.
4. Показатели песка: модуль крупности, зерновой и минералогический состав.
5. Количество примесей в песке и гравии также влияет на прочность и долговечность. Чем чище материал – тем лучше.
6. Показатели прочности и морозостойкости составных частей смеси.

Как правило, вся эта информация предоставляется поставщиком.

Сертификат на песчано-гравийную смесь

Сертификат соответствия представляет собой документ, который подтверждает качество материала по параметрам ГОСТ. Сертификация осуществляется после проведения лабораторных испытаний согласно государственным стандартам. Поскольку получение сертификата – это добровольное решение, наличие такого документа свидетельствует о добросовестности производителя.

Максимальная величина гравия ПГС может быть не больше 70 мм. В ОПГС эта величина составляет 10, 20, 40 и 70 мм. Фракция песка используется средняя и крупная.

Песчаные породы на сегодня являются основным материалом, который используется в процессе возведения построек различного назначения. Неудивительно, что вопросом, сколько весит куб песка, интересуются многие, ведь он является основополагающим компонентом бетона, без которого не обходится ни одно здание, дом.

Почему так важно знать количественные характеристики материала

Если вы являетесь владельцем частного дома, наверняка сталкивались с необходимостью вычислить объемный вес сыпучих материалов. Особенно важен вопрос, сколько стоит куб сыпучей смеси с доставкой, для тех, кто планирует самостоятельное строительство, нуждается в объемных закупках сырья. Сколько кг в кубе песка является ориентиром для определения пропорций бетонной смеси. Большое значение имеет получение точных данных, чтобы не нарушить технологию строительства. В противном случае можно столкнуться с рядом трудностей, например:

• рецептура приготовления смеси из строительных материалов будет нарушена;
• готовый раствор будет не такой консистенции, как этого требует технология, из-за чего он утратит свои адгезивные качества;
• бетон получится плохим, увеличится длительность его застывания.

Владея информацией о том, сколько кубов в тонне песка, а также какой вес материала, вы сможете быть уверены в прочности бетона. Он ни при каких обстоятельствах не разрушится до истечения срока эксплуатации.

Интересно! Описываемый показатель в строительстве называется удельным весом. Эта мера колеблется в пределах 1500-2800 кг/м3.

К факторам, влияющим на значение, сколько весит 1 куб песка, относятся:

• составляющие однородных по химическому составу природных тел;
• строение, габариты фракций;
• влажностные показатели воздуха;
• % уплотнения, наличие/отсутствие дополнительных элементов.

Характеристики материала в подробностях

Вместительность одной тонны зависит от ряда особенностей, одной из главных является отношение массы тела к занимаемому им объему. Уровень определяется наличием воздушных прослоек. К примеру, насыпная плотность выражается соотношением удельного веса и занимаемого материалом объема. Причем учитываются не только твердые частицы, но еще поры, пустоты. Истинная плотность — это максимальный показатель соотношения удельного веса и объема с вычетом пустот, пор.

Важно! Показатель плотности речного песка — 1,3, карьерного — 1,4 т/м3.

Сколько килограмм в кубе песка зависит и от крупности его фракций. Чтобы это понять он просеивается через сито (специальное). Если сделать все правильно, можно оценить «концентрацию» частиц гравия, имеющих конкретные размеры. Мелкой считается «сыпучка» 1,5-2 миллиметра, средней 2-2,5, крупной больше 2,5 мм. С учетом этого показателя песок можно делить на классы. От этого зависит стоимость песка в Московской области.

Разновидности строительного песка

Немаловажной характеристикой является разновидность сыпучей смеси, этим определяется, во сколько кг оценивается 1 куб песка. Это же касается условий хранения, а именно температуры и уровня влажности. Стандартным считается вес строительного сыпучего материала 1550-1700 кг/м3 (в ведре 18,5-20,4 кг). Если брать сухие крупинки кварца, то его удельный вес равен 1440 кг/м3, чтобы узнать актуальный показатель для 10 кубов, нужно 1440*10. В утрамбованном состоянии тонна весит 1680 кг, а в мокром 1920 кг.

Наименование материала	Вес куба (кубометра), кг	Вес ведра (12л), кг
Песок строительный (ГОСТ 8736-93)	1550 — 1700	18,5 — 20,4
Песок речной	1630	19,5
ПГС — песчано-гравийная смесь	1600	19
Гравий	1400	17
Керамзит (ГОСТ 9757-90)	250-800	3 — 9,6
Щебень гранитный	1470	17,5
Щебень песчаник	1300	15,5
Щебень терриконовый	1150	14
Щебень туфовый	800	9,5
Щебень мраморный	1500	18
Щебень известняковый	1300	15,5
Щебень шлаковый	1500	18
Известь гашеная	2210	26,5
Известь негашеная	3370	40
Гипс	2200 — 2400	26,5 — 29
Цемент	1300	15,6
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67	100 — 200	1,2 — 2,4

Для получения точных данных нелишним будет использовать специальную таблицу, в которой указываются данные для отличных друг от друга типов.

Речной	добывается на речном дне, характеризуется чистотой, серым оттенком. Габариты отдельных элементов колеблются в пределах 0,3-0,5 мм. Чаще используется для приготовления специальных смесей, растворов. С его использованием нередко организовываются дренажные системы. Удельный вес составляет 1630 кг/м3
Карьерный	используется открытый способ добычи, фракция может достигать 3,2 мм, используется для реализации фундаментных работ, ремонта тротуарных дорожек. Часто карьерная «сыпучка» после просеивания используется для отделочных/штукатурных работ. УВ = 1500 кг/м3
Морской	как понятно из названия, добывается на дне моря. Несмотря на высокую стоимость, используется во многих сферах. Удельная масса равна 1620 кг на м3

Наполняемость кузовов

Многих закупщиков интересует, сколько кубов песка в КАМАЗе самосвале по той причине, что эта мера является общепринятым значением. В среднем в кузов вмещается 12 кубов сыпучего состава. Если говорить о ЗИЛе, то здесь показатель вместительности намного меньше, равен 3 м3. Если вы планируете самостоятельно выполнять строительные работы, нелишним будет знать, сколько в кубе раствора песка и цемента. Все зависит от его марки, для расчета используется формула.

Биомиметические каркасы из смеси поли (глицерина себацината) и поликапролактона для инженерии хрящевой ткани

Поли (глицерин себацинат) (PGS) — это синтетический полимерный материал, обладающий характеристиками контролируемого разложения, высокой пластичности и отличной биосовместимости. Однако время деградации PGS быстрее, чем время регенерации хряща, что ограничивает его применение в инженерии хрящевой ткани. Поликапролактон (PCL), широко используемый синтетический полимер, обладает соответствующей способностью к биоразложению и более высокой механической прочностью.Это исследование направлено на создание каркаса из смесей быстро разлагающегося PGS и медленно деградирующего PCL, а также на изучение его потенциала для применения в инженерии хрящевой ткани. Анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии показал, что каркасы обеспечивают благоприятную пористую микроструктуру. Тест разложения in vitro показал, что каркасы PGS / PCL приобрели более длительное время разложения и лучшую механическую прочность. Каркасы PGS / PCL, засеянные мезенхимальными стволовыми клетками костного мозга (BMSC) и суставными хондроцитами (ACC), культивировали in vitro.Краткосрочные эксперименты in vitro подтвердили, что обе засеянные клетки могут прилипать и размножаться на каркасе. Хондрогенная культура для конструкций клеточного каркаса подтвердила, что BMSC могут дифференцироваться в хондроцитоподобные клетки в каркасах PGS / PCL. Благодаря настраиваемой биодеградации, благоприятным механическим свойствам и цитосовместимости каркасы PGS / PCL потенциально могут быть пригодны для регенерации хрящевой ткани. Поли (глицерин себацинат) (PGS) — это синтетический полимерный материал с характеристиками контролируемого разложения, высокой пластичности и хорошей биосовместимости.Однако время деградации PGS быстрее, чем время регенерации хряща, что ограничивает его применение в инженерии хрящевой ткани. Поликапролактон (PCL), широко используемый синтетический полимер, обладает соответствующей способностью к биоразложению. Это исследование направлено на создание каркаса из смесей быстро разлагающегося PGS и медленно деградирующего PCL, а также на изучение его потенциала для применения в инженерии хрящевой ткани. Анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии показал, что каркасы обеспечивают благоприятную пористую микроструктуру.Тест на деградацию in vitro показал, что каркасы PGS / PCL имеют более длительное время деградации с характером поверхностной деградации. Каркасы PGS / PCL, засеянные мезенхимальными стволовыми клетками костного мозга (BMSC) и суставными хондроцитами (ACC), культивировали in vitro в тех же условиях. Краткосрочные эксперименты in vitro подтвердили, что обе семенные клетки могут прилипать и размножаться на каркасе. Хондрогенная культура для конструкций клеточный каркас подтвердила, что BMSC могут дифференцироваться в хондроцитоподобные клетки и образовывать хрящ-специфический матрикс в каркасах PGS / PCL.Обладая цитосовместимостью и профилем биодеградации, каркасы PGS / PCL обладают большим потенциалом для инженерии хрящевой ткани.

Синтез, свойства и биомедицинские применения поли (глицерин себацат) (PGS): обзор

https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2012.02.001Получение прав и содержание

Аннотация

Поли (глицерин себацинат) ( PGS) представляет собой биоразлагаемый полимер, который все чаще используется в различных биомедицинских приложениях. Этот полиэфир получают поликонденсацией глицерина и себациновой кислоты.PGS проявляет биосовместимость и биоразлагаемость, оба свойства очень важны для биомедицинских приложений. PGS также включает рентабельное производство с возможностью масштабирования до промышленного производства. Кроме того, механические свойства и кинетика разложения PGS могут быть адаптированы к требованиям предполагаемого применения путем регулирования времени отверждения, температуры отверждения, концентрации реагентов и степени акрилирования в акрилированном PGS. Из-за гибкой и эластомерной природы PGS его биомедицинское применение в основном нацелено на замену мягких тканей и конструирование мягких тканей, таких как сердечная мышца, кровь, нервы, хрящи и сетчатка.Тем не менее, применение PGS расширяется и включает в себя доставку лекарств, тканевый адгезив и регенерацию твердых тканей (, то есть , кость). Также ведется разработка и производство устройств на основе PGS для приложений, имитирующих естественные физиологические условия. Новые конструкции варьируются от аккордеонных сотовых структур для сердечных пластырей, гекконовых поверхностей для тканевых адгезивов до PGS (нано) волокон для конструкций, подобных внеклеточной матрице (ECM); новые возможности дизайна исследуются для удовлетворения постоянно растущего спроса на заменяющие ткани и органы.Менее чем за десять лет PGS стали предметом пристального внимания и интереса со стороны биомедицинского исследовательского сообщества. В этом обзоре мы обобщаем ценные существующие знания в области синтеза, свойств и биомедицинских приложений PGS и связанных с PGS биоматериалов и устройств.

Ключевые слова

Поли (глицерин себацинат)

Биорезорбируемые полимеры

Биосовместимые

Тканевая инженерия

Обработка PGS

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Copyright © 2012 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Биомиметические поли (глицерин себацинат) (PGS) мембраны для сердечного пластыря

https://doi.org/10.1016/j.msec.2013.04.058 Получить права и содержание

Основные моменты

•

Проведена успешная модификация поверхности поли (глицерин себацинат) PGS.

•

Разработаны биомиметические мембраны PGS, содержащие пептиды YIGSR и GRGDSP.

•

Биомиметические мембраны PGS поддерживали рост rCPC и hC-MSC

•

Разработанные биомиметические мембраны PGS подходят для применения Cardiac Patch.

Реферат

В данном исследовании была разработана биомиметическая матрица поли (глицерин себацинат) PGS для сердечного пластыря. Обоснованием было то, что такие матрицы будут обеспечивать благоприятную среду для засеянных клеток на границе раздела с PGS.С микроструктурной точки зрения, PGS был изготовлен в виде плотных пленок и пористых каркасов PGS. С биологической точки зрения биомиметические мембраны PGS были разработаны посредством ковалентного связывания пептидов Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg (YIGSR) и Gly-Arg-Gly-Asp-Ser-Pro (GRGDSP), соответствующих последовательностям эпитопов ламинина и фибронектин соответственно на поверхность. Для улучшения и усиления гомогенного связывания пептидов с поверхностью PGS была проведена химическая модификация ее поверхности. Последовательный режим щелочного гидролиза с 0.01 М NaOH в течение 5 мин и подкисление 0,01 М HCl в течение 25 с были оптимальными. Было показано, что большее количество химических групп COOH не оказывает вредного воздействия на объемные свойства полимера, как показал проведенный физико-химический анализ. Анализ ВЭЖХ, химическая визуализация и ToF-SIMS позволили установить успешную гомогенную функционализацию мембран PGS пептидами. Наконец, разработанные биомиметические мембраны поддерживали адгезию и рост сердечных клеток-предшественников крысы и человека.

Ключевые слова

Поли (глицерин себацинат)

Кардиальный пластырь

Биомиметик

Модификация поверхности

Ламинин

Фибронектин

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Авторские права © 2013 Авторы. Опубликовано Elsevier B.V.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Frontiers | Синтез, характеристика и трехмерное микроструктурирование посредством 2-фотонной полимеризации поли (глицерин себацинат) -метакрилата — эластомерного разлагаемого полимера

Введение

С момента первого сообщения о поли (глицерин себацинат) (PGS), о котором впервые было сообщено в 2002 году, он привлек значительное внимание в качестве биоматериала [1].Этот полимер на основе полиэфира производится из нетоксичных и относительно недорогих мономеров (глицерин и себациновая кислота) и демонстрирует регулируемые эластомерные механические свойства, цитосовместимость и быструю деградацию в физиологических условиях [1–3]. Эти свойства привели к использованию PGS в различных приложениях инженерии мягких тканей. PGS был исследован как мембранный материал для доставки клеток к поврежденным тканям, включая сердце [4] и сетчатку [5], и как материал для нервных проводников для восстановления периферических нервов [6].Пористые каркасы PGS используются для поддержки роста сердечной ткани [7, 8], кровеносных сосудов [9, 10] и хрящей [11–13]. Кроме того, PGS также использовался в качестве разлагаемого лекарственного носителя для антибиотиков и противоопухолевых препаратов [14, 15].

Хотя PGS является привлекательным полимером для ряда применений биоматериалов, его возможности обработки несколько ограничены. PGS легко получить в виде растворимого форполимера путем реакции поликонденсации. Однако для сшивания PGS в нерастворимую матрицу требуется применение высоких температур (обычно> 110 ° C) и вакуума для термического отверждения полимера [1, 4, 16–19].Эти условия затрудняют создание точной геометрии и препятствуют использованию полимера для прямого включения ячеек или термочувствительных молекул.

Чтобы противостоять этому, PGS был функционализирован химическими группами, чтобы сделать форполимер фотоотверждаемым. Добавление акрилатных групп к PGS делает возможным фотоотверждение в сочетании с фотоинициатором, генерирующим свободные радикалы, и соответствующей длиной волны света. Кроме того, механические свойства PGS-акрилата можно регулировать, просто изменяя степень акрилирования.Хотя этот материал может быстро сшиваться в условиях окружающей среды, синтез PGS-акрилата обычно дает большое количество побочных продуктов, в основном солей хлора, которые требуют удаления. Кроме того, акрилаты обладают высокой реакционной способностью и склонны к самопроизвольному сшиванию (инициированному примесями). Альтернативно, также была исследована функционализация PGS циннаматными группами. В результате получается форполимер, который фотоотверждается непосредственно под воздействием ультрафиолетового света, однако для этого требуется длительное время воздействия (2 часа) [20].

Здесь мы представляем альтернативную форму фотоотверждаемого PGS, полученного функционализацией метакрилатными группами. Метакрилирование — часто используемый путь функционализации для производства фотоотверждаемых биоматериалов [21]. PGS-метакрилат (PGS-M) прост в синтезе и быстро сшивается посредством свободнорадикальной полимеризации. Механические свойства и скорость разложения PGS-M могут быть адаптированы путем изменения условий синтеза, а фотоотвержденный полимер также поддерживает рост и пролиферацию различных типов клеток в 2D-культуре.В качестве демонстрации обрабатывающих возможностей PGS-M, каркасные структуры с разрешением в мкм были изготовлены с использованием 2-фотонной полимеризации (2PP), также известной как многофотонная обработка (MPP) или прямая лазерная запись (DLW) [22]. Затем эти каркасы использовали для трехмерной клеточной культуры.

Материалы и методы

В следующих методах все химические реагенты были получены от Sigma Aldrich, Великобритания, если не указано иное.

Синтез преполимера PGS

Форполимер

PGS был образован в результате реакции поликонденсации в расплаве эквимолярных количеств себациновой кислоты и глицерина (Fisher Scientific, Великобритания) (рис. 1).Их объединяли и перемешивали при 120 ° C в атмосфере азота в течение 24 часов. Затем применяли вакуум для удаления воды, и реакция продолжалась еще 24, 36 или 48 часов.

Рисунок 1 . Синтез форполимера PGS методом поликонденсации в расплаве.

Молекулярные массы преполимера

анализировали с помощью гель-проникающей хроматографии (GPC) (Viscotek GPC Max VE 2001 с колонкой PLgel 5 мкм Mixed C). Образцы форполимера растворяли в 1 мл тетрагидрофурана (Fisher Scientific, Великобритания) при 0.5% (мас. / Об.) ( N = 3).

Синтез преполимера ПГС-М

Для получения фотоотверждаемого форполимера свободные гидроксильные группы форполимера PGS были метакрилированы. Предполагалось, что две из трех гидроксильных групп, присутствующих в глицерине, реагируют с себациновой кислотой, оставляя 3,9 ммоль гидроксильных групп на грамм преполимера PGS, доступного для метакрилирования [19, 23]. Метакрилировали преполимер PGS с двумя различными молекулярными массами. Форполимер PGS с низкой и высокой молекулярной массой (далее обозначаемый как Low M _w и High M _w PGS, соответственно) получали реакциями поликонденсации в течение 48 и 72 часов соответственно.Форполимеры растворяли в дихлорметане (Fisher Scientific, Великобритания) 1: 4 (мас. / Об.) И медленно добавляли метакриловый ангидрид с эквимолярным количеством триэтиламина (рис. 2). Были использованы три различных концентрации метакрилового ангидрида (0,3, 0,5 и 0,8 моль / моль гидроксильных групп преполимера PGS) с целью изменения степени метакрилирования (DM) от 30 до 50 до 80%. Также добавляли 4-метоксифенол из расчета 1 мг / г форполимера PGS. Реакцию проводили при 0 ° C и оставляли повышаться до комнатной температуры в течение 24 часов.Затем раствор промывали 30 мМ соляной кислотой (Fisher Scientific, Великобритания) в соотношении 1: 1 (об. / Об.), Сушили хлоридом кальция (Fisher Scientific, Великобритания) и дихлорметан удаляли с помощью роторного испарителя в вакууме.

Рисунок 2 . Синтез форполимера ПГС-М.

Характеристика преполимеров PGS-M с помощью спектроскопии протонного ядерного магнитного резонанса

Форполимеры

PGS-M были охарактеризованы с использованием спектроскопии протонного ядерного магнитного резонанса (ЯМР) (спектрометр Bruker AVIIIHD 400 ЯМР) при 400 МГц и сравнены с форполимером PGS.Образцы преполимера растворяли в 1 мл дейтерированного хлороформа (CDCl ₃ ) с концентрацией 1% (мас. / Об.). Спектры анализировали с помощью программного обеспечения TopSpin. Химические сдвиги приведены для CDCl ₃ при 7,27 м.д. Химический состав был определен путем расчета интегралов сигналов — COCH ₂ CH ₂ CH ₂ — при 1,2, 1,6 и 2,3 ppm для себациновой кислоты, — CH ₂ CH — при 3,7, 4,2 и 5,2 м.д. для глицерина и -CH ₃ , CH ₂ при 1.9, 5,6 и 6,2 м.д. для метакрилатной группы. Интегралы сигналов метиленовых групп себациновой кислоты (1,2 м.д.) и метакрилатной группы использовали для расчета степени метакрилирования (DM).

Характеристика фотоотвержденного PGS-M

Форполимеры PGS-M Low и High M _w и различные DM смешивали 1% (мас. / Мас.) С фотоинициатором дифенил (2,4,6-триметилбензоил) фосфиноксидом / 2-гидрокси-2. -метилпропиофенон (смесь 50/50) (далее обозначается как смесь фотоинициаторов) и подвергается воздействию УФ-излучения (100 Вт, лампа для отверждения OmniCure Series 1000) в течение 10 мин для фотоотверждения.Растворимые фракции определяли путем помещения фотоотвержденных дисков PGS-M, высушенных до постоянной массы при 70 ° C, в метанол для растворения непрореагировавшего форполимера, а затем сушки и повторного взвешивания их с интервалами в 24 часа до достижения постоянной массы ( N = 3 , n = 3). Контроли подвергали такому же режиму сушки, но без промывки метанолом.

Фотоотвержденный PGS-M, не содержащий золя, исследовали с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье с ослабленным полным отражением (ATR-FTIR) (Thermo Scientific iS50R FT-IR с кристаллом германия) и сравнили с преполимерами PGS-M и PGS для подтверждения метакрилирования и образования поперечных связей.Данные ATR-FTIR анализировали с использованием программного обеспечения OMNIC.

In vitro деградацию фотоотвержденного PGS-M без золя оценивали с использованием 3 различных методов лечения: фермента холестеринэстеразы (поджелудочная железа свиньи) (40 единиц / мл), фермента липазы ( Thermomyces lanuginosus ) (40 единиц / мл) и PBS. Диски PGS-M в 1 мл каждого лечебного раствора встряхивали на орбитальном шейкере при 90 об / мин в инкубаторе при 37 ° C. Каждые 2 дня диски сушили до постоянной массы, повторно взвешивали и заменяли в свежем обрабатывающем растворе ( N = 3, n = 3).Контроли не обрабатывались. Через 8 дней высушенные диски PGS-M прикрепляли к алюминиевым штырям, покрывали золотом (устройство для нанесения покрытий распылением Edwards S150B) и исследовали с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) (Philips XL-20) при 13-15 кВ.

Испытание на растяжение PGS-M

Механические свойства фотоотвержденного PGS-M оценивали испытанием на растяжение (Hounsfield h200KS). Форполимеры PGS-M были сформированы и фотоотверждены в образцы для испытаний на растяжение (гантели типа 2, как указано в BS ISO 37: 2011 [24]) с использованием силиконовой формы и растворимая фракция удалена.Испытания на растяжение были выполнены при скорости ползуна 500 мм / мин с образцами, удлиненными до отказа, для определения модуля Юнга и предела прочности на разрыв (UTS) ( N = 3, n = 3).

In vitro Метаболизм и пролиферация клеток на поверхности PGS-M

Дермальные фибробласты человека и стволовые клетки, полученные из жировой ткани человека (ADSC) из первичной дермальной ткани или липоаспирата, соответственно, были получены с информированного согласия (этические нормы: 15 / YH / 0177), обработаны и сохранены в соответствии с Законом о тканях человека 2004 г. (номер лицензии 12179).Выделенные клетки культивировали между 4 и 6 пассажами в среде Игла, модифицированной Дульбекко (DMEM) AQmedia, модифицированной 10% (об. / Об.) Фетальной телячьей сывороткой, 1% (об. / Об.) Пенициллином (10000 единиц / мл), 1% ( об. / об.) стрептомицин (10 мг / мл) и 0,25% (об. / об.) амфотерицин B (250 мкг / мл). Кроме того, клетки гладкой мускулатуры коронарных артерий человека (SMC) были коммерчески получены (PromoCell, Германия) и культивированы между 9 и 11 пассажами в специальной среде для выращивания (среда для роста SMC 2 + смесь добавок, PromoCell, Германия) с 1% (об. / v) пенициллин (10000 единиц / мл), 1% (об. / об.) стрептомицин (10 мг / мл) и 0.25% (об. / Об.) Амфотерицин B (250 мкг / мл). Все культуры клеток инкубировали при 37 ° C и 5% CO ₂ .

Покровные стекла диаметром тринадцать миллиметров очищали в 3: 1 (об. / Об.) Растворе серной кислоты (95,0-98,0%) и перекиси водорода (30 мас.% В H ₂ O), промывали dH ₂ O затем метанол перед погружением в 10% (мас. / об.) раствор 3-метакрилоксипропилтриметоксисилана в толуоле на 24 часа. После промывки в метаноле покровные стекла были покрыты центрифугированием (Laurell Technologies WS-400B-6NPP / Lite при 4000 об / мин) в 30% DM Low M _w преполимер PGS-M, содержащий 1% смеси фотоинициаторов, а затем фотоотвержден .Для удаления растворимой фракции и фотоинициатора покровные стекла, покрытые PGS-M, промывали метанолом в течение 4 дней, затем dH ₂ O в течение 4 дней, при этом оба растворителя обновлялись ежедневно.

Культивированные фибробласты, ADSC и SMC собирали с использованием раствора трипсина (0,025%) / EDTA (0,01%) и ресуспендировали в соответствующей среде для выращивания при концентрации 50 000 клеток / мл. 1 мл каждой клеточной суспензии высевали на отдельные покровные стекла, покрытые PGS-M, стерилизованные в автоклаве, в 12-луночные планшеты. Клеткам давали возможность прикрепиться в течение 6 часов, а затем покровные стекла переносили в новые лунки для дальнейшего культивирования, обеспечивая включение в будущие анализы только клеток, прикрепленных к покровным стеклам.Лунки с культурой содержали 1 мл питательной среды, и ее меняли через день. Покровные стекла, засеянные фибробластами и SMC, культивировали в течение 1, 3 или 7 дней. Посеянные ADSC покровные стекла культивировали в течение 1, 7 или 14 дней ( N = 3, n = 3). Стерильные покровные стекла, засеянные эквивалентными клетками, действовали как положительные контроли, в то время как незасеянные покровные стекла, покрытые PGS-M, действовали как отрицательные контроли.

По завершении культивирования покровных стекол метаболическую активность клеток оценивали по восстановлению натриевой соли резазурина.1 мМ резазурин, растворенный в dH ₂ O, стерилизовали фильтрованием, смешивали 10% (об. / Об.) С соответствующей средой для роста клеток и наносили на каждую культуру покровного стекла на 4 ч инкубации. Затем 200 мкл раствора экстрагировали из каждой лунки в трех экземплярах, помещали в 96-луночные планшеты и исследовали с использованием флюоресцентного ридера для планшетов (Bio-tek instruments FLX800) при возбуждении 540 нм и эмиссии 635 нм. Считывание образца инкубированной эквивалентной ростовой среды, содержащей резазурин, служило холостым результатом.

Кроме того, количество клеток, присутствующих на культивируемых покровных стеклах, оценивали с помощью количественного анализа ДНК PicoGreen ^® , приобретенного в виде набора (Thermo Fisher Scientific, США). По завершении культивирования покровные стекла трижды промывали PBS, а затем трижды замораживали и оттаивали в 500 мкл dH ₂ O. Затем растворы из каждой лунки центрифугировали при 7000 g в течение 5 минут (Sanyo MSE Micro Centaur MSB010 .CX2.5). Затем сто восемьдесят микролитров супернатантов смешивали с 180 мкл 5% (об. / Об.) TE-буфера и 0.5% (об. / Об.) Раствор PicoGreen ^® в dH ₂ O в течение 10 мин в отсутствие света. Затем по 100 мкл в трех экземплярах экстрагировали из каждого раствора, помещали в черные 96-луночные планшеты и считывали с помощью считывающего устройства для флуоресцентных планшетов (Bio-tek instruments FLX800) при возбуждении 480 нм и эмиссии 520 нм. Показания бланка, состоящего из dH ₂ O, смешанного с TE-буфером и раствором PicoGreen ^® , затем вычитали из значения для каждой лунки. Значения флуоресценции были преобразованы в массу ДНК с использованием стандартной кривой, построенной при анализе дцДНК при 200, 400, 600, 800 и 1000 нг / мл, поставляемых с набором для анализа.

Изготовление 3D-каркасов с использованием прямого лазерного письма и 2PP

Фемтосекундный DLW был использован для изготовления каркасов 3D PGS-M с использованием 2PP (рис. 3). Источником лазерного излучения служил фемтосекундный Yb: KGW-лазер PHAROS (Light Conversion Ltd, Литва), генерирующий импульсы с центральной длиной волны 1030 нм и длительностью 300 фс с диапазоном частот повторения 1–200 кГц. Использовались вторые гармоники (515 нм) и частота повторения 200 кГц. Для точного позиционирования сфокусированного лазерного луча использовался режим IFoV (бесконечное поле зрения) для синхронизации перемещений столиков линейного позиционирования и гальвано-сканеров.Это позволило получить широкую производственную площадку, не ограниченную полем зрения объектива, и обеспечило высокую скорость трансляции образцов, избегая при этом инерции стадий трансляции, которая могла бы ухудшить архитектуру каркаса. Использовались скорости перемещения образца 2-15 мм / с. Лазерный луч фокусировался с помощью объективов 10x (0,3 NA), 63x (1,4 NA) и 20x (0,8 NA), при этом наилучшие результаты были достигнуты с последними. Соответствующие диаметры пучка составляли 2,09, 0,45 и 0,79 мкм соответственно. Этот подход позволяет производить каркасы микромасштабов для потенциальных приложений in vivo [25].

Рисунок 3 . Оптическая установка для DLW-2PP. Фемтосекундный лазерный луч сканируется внутри светочувствительного материала по заранее заданной траектории с использованием синхронизированного движения гальвано-сканеров и ступеней линейного позиционирования. Весь процесс отслеживается на экране компьютера в режиме реального времени.

Пятьдесят процентов Низкое M _w Форполимер PGS-M был объединен с 0,5–2 мас.% (2-бензил-2- (диметиламино) -4′-морфолинобутирофенон (IRG)) и помещен между двумя слоями толщиной 150 мкм. покровные стекла разделены ПДМС или стеклянными прокладками.Луч лазера фокусировался сверху в форполимер. Изготовление было начато с нижней границы раздела стекла и форполимера и продолжалось вверх. Средняя мощность лазера была установлена ​​на уровне 0,06–12 мВт (соответствует пиковой интенсивности 0,32–8,4 ТВт / см ² в фокальном пятне в образце). Каркасы состояли из различных решетчатых структур, выполненных в виде нескольких слоев. Также были изготовлены дополнительные замысловатые печатные образцы (логотипы университетов), чтобы продемонстрировать разрешающую способность системы.После лазерного облучения образцы погружали в 4-метил-2-пентанон для удаления остаточного форполимера и фотоинициатора IRG. Химическую структуру каркасов исследовали с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния (Renishaw inVia micro-Raman) и сравнивали с дисками с 50% Low M _w PGS-M, полученными, как описано выше для спектроскопии ATR-FTIR. Мощность лазера составляла 20 мВт при размере пятна 1 мкм, полученном с помощью объектива с 50-кратным увеличением. Данные регистрировались с помощью охлаждаемого Пельтье многоканального ПЗС-детектора и дифракционной решетки 2400 линий / мм с шириной щели 65 мкм и спектральным разрешением приблизительно 1 см ^-1 .Кроме того, сухие трехмерные каркасы были покрыты золотом и исследованы с помощью SEM (Hitachi TM-1000) при 15 кВ. Размеры каркаса оценивали с помощью программного обеспечения ImageJ. Усадку каркаса количественно оценивали путем сравнения расстояний между элементами у основания каркасов, прикрепленных к стеклянной поверхности, с соответствующими расстояниями между элементами на самой верхней поверхности конструкций ( N = 5, n = 3).

Пролиферация клеток на каркасах 3D PGS-M

SMC коронарной артерии человека культивировали, как описано ранее, собирали при пассаже 10 и ресуспендировали в питательной среде при концентрации 50 000 клеток / мл.Каркасы 3D PGS-M, прикрепленные к стеклянным субстратам, дезинфицировали с использованием 70% (об. / Об.) Этанола в растворе dH ₂ O и трижды промывали PBS в 12-луночных планшетах. Затем в каждую лунку добавляли по 1 мл клеточной суспензии. Засеянные матриксы культивировали в течение 24 часов и 7 дней. Незасеянные каркасы также культивировали параллельно в качестве отрицательного контроля. По завершении культивирования каркасы промывали трижды PBS, фиксировали 3,7% формальдегидом в течение 1 ч, а затем снова промывали PBS. SMC, присутствующие на каркасах, визуализировали путем окрашивания на филаменты F-актина с использованием Phalloidin-FITC (200 нг / мл) в течение 30 минут при комнатной температуре с последующей промывкой PBS 3 раза.

Получение изображений выполняли с помощью конфокального микроскопа (Zeiss LSM 510 Meta), присоединенного к настраиваемому (700–1 060 нм) многофотонному лазеру Chameleon Ti: Sapphire (Coherent, США). Длина волны освещения была установлена ​​на 488 нм. Все изображения выполнялись с использованием объектива 10x 0,3 Вт или 40x 0,75 Вт с отверстием для микроотверстия 86 и 122 мкм соответственно. Шаг Z-стопки составлял 1,2 мкм. ДИК-изображения в проходящем свете собирали в тандеме. Параметры визуализации были оптимизированы и сохранены для всех образцов.

Статистический анализ

Данные отображаются как среднее ± стандартное отклонение. Статистический анализ результатов проводили с помощью программного обеспечения GraphPad Prism 7. Данные испытаний на разложение и растяжение PGS-M были проанализированы с использованием однофакторного дисперсионного анализа (одна независимая переменная), в то время как данные анализа растворимой фракции PGS-M, восстановления резазурина и анализа PicoGreen ^® были проанализированы с использованием двухфакторного дисперсионного анализа (две независимые переменные). с анализом множественных сравнений Тьюки. Равную дисперсию подтверждали с помощью теста Брауна-Форсайта и теста Бартлетта.Кроме того, парные образцы также были указаны при анализе растворимых фракций вариантов PGS-M. Различия считались статистически значимыми, когда P <0,05 (*), очень значимыми, когда P <0,01 (**) и чрезвычайно значимыми, когда P <0,001 (***).

Результаты и обсуждение

Форполимер

PGS был синтезирован реакцией поликонденсации глицерина с себациновой кислотой при 120 ° C. GPC определила среднечисловую молекулярную массу ( M _n ) преполимера PGS как 2230 ± 40, 2770 ± 100 и 3360 ± 50 г / моль, а также средневесовую молекулярную массу ( M _w ) равняется 5,420 ± 430, 8,960 ± 840 и 17,340 ± 760 г / моль для продолжительности реакции 48, 60 и 72 ч соответственно.Полидисперсность увеличилась с 2,4 до 5,2 по мере увеличения продолжительности реакции. Эти результаты были сопоставимы с другими исследованиями, в которых форполимер PGS был синтезирован с использованием молярного соотношения глицерина и себациновой кислоты 1: 1 [1, 16, 17, 19, 23, 26]. Это соотношение способствует удлинению полимерной цепи по сравнению с разветвлением цепи по мере увеличения продолжительности реакции из-за повышенной реакционной способности двух первичных гидроксильных групп мономера глицерина по сравнению с его вторичной гидроксильной группой [27]. Разветвление цепи было нежелательным в настоящем исследовании, поскольку было показано, что это снижает растворимость форполимера, ограничивая дальнейшую функционализацию и переработку [28].

Низкий M _w и высокий M _w Форполимеры PGS метакрилировали для получения фотоотверждаемого форполимера PGS-M и исследовали с помощью протонного ЯМР. Химический состав был определен путем расчета интегралов сигналов -CH ₂ CH- при 3,7, 4,2 и 5,2 частей на миллион для глицерина и -COCH ₂ CH ₂ CH ₂ — по 1.2, 1,6 и 2,3 частей на миллион для себациновой кислоты. Включение метакрилатных групп в форполимеры PGS-M было подтверждено появлением пиков при 1,9, 5,6 и 6,2 частей на миллион (рис. 4). Эти пики отсутствовали в спектрах форполимера PGS. Эти результаты сопоставимы с результатами, полученными для PGS-акрилата [19, 23].

Рисунок 4 . Протонный ЯМР-анализ преполимеров PGS и PGS-M при различных DM (30, 50 и 80%), а также при низком и высоком уровне M _w .Различные водородные среды, присутствующие в форполимере, обозначены буквами a – h. Пики при 1,9, 5,6 и 6,2 частей на миллион для образцов PGS-M связаны с метакрилатной группой (водородные среды f, g и h). Сравнение интегралов этих пиков с интегралами метиленовых групп себациновой кислоты (1,3 м.д., водородная среда а) позволило рассчитать DM.

DM форполимера PGS-M рассчитывали путем сравнения интегралов пиков метиленовых групп себациновой кислоты при 1.3 ppm с атомами водорода метакрилатной группы. Было обнаружено, что DM хорошо коррелирует с молярным отношением метакрилового ангидрида к гидроксильным группам преполимера PGS, используемым в процессе метакрилирования, со значением R ₂ , равным 0,9485 для соотношения 1: 1 (Рисунок 5). Кроме того, пики, связанные с дихлорметаном, используемым в реакции метакрилирования (5,3 ppm в спектрах Low M _w PGS-M) и ацетоном, используемым при очистке оборудования для ЯМР (2,2 ppm в спектрах для 30 и 80% Low M _w PGS-M и форполимер PGS) были идентифицированы и не учитывались.

Рисунок 5 . Молярное отношение метакрилового ангидрида к гидроксильным группам преполимера PGS по сравнению с полученным DM преполимеров PGS-M.

Диски фотополимеризованного PGS-M с различными M _w и DM промывали в метаноле для определения растворимой фракции содержащегося в них полимера. Через 24 часа все тестируемые образцы показали статистически значимое ( P <0,001) снижение массы по сравнению с соответствующими контрольными образцами.Растворимые фракции для 30, 50 и 80% Low M _w PGS-M и 30 и 50% High M _w PGS-M составляли 27,4 ± 3,1%, 15,4 ± 2,3, 5,1 ± 1,5, 18,0 ± 0,9 и 6,8 ± 1,2% соответственно. Сравнивая образцы того же M _w , растворимая фракция значительно снижалась с увеличением DM. Сравнивая образцы одного и того же DM, растворимая фракция значительно снижалась с увеличением M _w .Еще через 24 часа в метаноле значительного снижения массы не наблюдалось ни в одном образце. Эти результаты согласуются с другими фотоотверждаемыми полимерами PGS, а также с термически сшитым PGS [20, 26, 29, 30].

Молекулярную структуру PGS-M исследовали с помощью ATR-FTIR. В форполимерах PGS-M широкий пик, связанный с гидроксильными группами, присутствовал около 3 460 см ^-1 , а острые пики, связанные с метильной и алкановой группами, присутствовали при 2 924 и 2 851 см ^-1 [31, 32] .Четкий пик при 1,735 см ^-1 был связан с сложноэфирными связями, а пики около 1,291-1 050 см ^-1 были связаны с валентными колебаниями карбоксильных связей [3, 31, 32]. Пики, связанные с метакрилатной группой, наблюдались при 940 см ^-1 (= C-H изгиб) и 1,640 см ^-1 ( C = C растяжение) (Рисунок 6) [33]. Эти пики отсутствовали в форполимере PGS. Величина этих пиков также увеличивалась с увеличением DM.

Рисунок 6 . Спектры НПВО-Фурье для преполимеров PGS и PGS-M при различных молекулярных массах и DM. Выделены области около 940 и 1639 см ^-1 , показывающие пики поглощения, связанные со связью C = C метакрилатной группы, присутствующей в форполимерах PGS-M. Эти пики отсутствуют после фотоотверждения форполимеров.

Некоторые заметные пики появились в спектрах преполимера Low M _w PGS-M при 700 см ^-1 , связанных со связями C-Cl , вероятно, присутствующими в остаточном дихлорметане от синтеза PGS-M процесс.Сравнение форполимеров PGS-M и фотоотвержденных полимеров показало удаление пиков, связанных с метакрилатными группами, после фотополимеризации. Это также наблюдается в других метакрилированных полимерах, где спектральные пики, связанные с метакрилатными группами, исчезают после полимеризации [19, 23, 34].

Разложение PGS-M было исследовано in vitro с использованием физиологически релевантных ферментов холестеринэстеразы и липазы. Через 8 дней значительная потеря массы наблюдалась у 30% Low M _w PGS-M и 30 и 50% High M _w PGS-M, обработанных холестеринэстеразой (Рисунок 7).Значительная потеря массы также наблюдалась у 30% Low и High M _w PGS-M, обработанных липазой. Обработка холестеринэстеразой, по-видимому, приводила к большему разложению по сравнению с липазой при всех обработках. SEM продемонстрировал доказательства деградации в образцах 30% Low и High M _w PGS-M после обработки холестерин эстеразой в течение 8 дней (фиг. 8). На этих поверхностях были ямки и трещины, в отличие от элементов управления. Никаких доказательств разложения не было обнаружено ни в одном из других образцов PGS-M.

Рисунок 7 . Разложение PGS-M, обработанного холестеринэстеразой, липазой и PBS. Через 8 дней холестеринэстераза вызвала значительную деградацию как 30% DM полимеров, так и 50% High Mw PGS-M. Липаза вызвала значительную деградацию только в 30% DM полимерах. PBS не вызывал значительного разложения ни в одном образце ( n = 3). Степень значимости обозначается как *** P ≤ 0,001, ** P ≤ 0,01 и * P ≤ 0.05.

Рисунок 8 . Репрезентативные SEM-изображения поверхностей Low и High M _w и различных поверхностей DM PGS-M после разложения холестеринэстеразой, липазой и PBS в течение 8 дней. Поверхностная эрозия очевидна в образцах с 30% DM. Контроли — ПГС-М на воздухе. Масштабные линейки 500 мкм.

Увеличение DM PGS-M, по-видимому, снижает скорость разложения. Вероятно, это произошло из-за увеличения количества поперечных связей, присутствующих в полимере, что снижает способность фрагментов цепи расщепляться ферментами.Может потребоваться более продолжительное исследование, чтобы показать значительную ферментативную деградацию всех вариантов PGS-M.

При рассмотрении наиболее сильно деградированных образцов скорость деградации оказалась линейной. Это говорит о том, что произошла только деградация за счет поверхностной эрозии, что является обычным для процессов ферментативной деградации из-за относительно большого размера ферментов, ограничивающих их проникновение в полимерные матрицы [35–37]. Действительно, термически сшитый PGS также разлагается в результате поверхностной эрозии [38].Деградация такого типа может считаться более благоприятной, чем объемная деградация в полимерах, используемых в качестве каркасов тканевой инженерии, поскольку механическая прочность полимера снижается в течение более длительного периода времени, поддерживая структурную целостность каркаса [21, 39].

Холестеринэстераза, как было показано в предыдущих исследованиях, вызывает разложение различных сложных полиэфиров [19, 40–43]. Этот фермент сравним с эстеразами, продуцируемыми макрофагами, которые, как известно, разлагают полиэфиры in vivo [43].Было показано, что холестеринэстераза в той же концентрации, что и в этом исследовании, разлагает термически отвержденный PGS и PGS-акрилат, причем скорость разложения зависит от плотности сшивки полимера [19]. Однако различия в геометрии образцов не позволяют провести прямое сравнение скоростей разложения между этими двумя исследованиями. В других исследованиях также было показано, что липаза разрушает различные полиэфирные биоматериалы [16, 36, 44, 45]. При исследовании термически отвержденных PGS обработка липазой приводила к снижению массы на ~ 12% через 8 дней и ~ 30% через 31 день, in vitro [44].Примечательно, что в этом исследовании использовалась гораздо более низкая концентрация фермента липазы (110 единиц / мкл), чем здесь, что позволяет предположить, что липаза оказывает гораздо большее влияние на термически отвержденный PGS по сравнению с PGS-M. Это может быть связано с наличием метакрилатных групп, ограничивающих доступ ферментов к сложноэфирным связям.

Никакой значительной деградации из-за одного лишь гидролиза (обработка PBS) не было обнаружено ни в одном из исследованных вариантов PGS-M. Из-за небольшой продолжительности исследования неясно, с какой скоростью это может происходить. При исследовании PGS-акрилата через 18 недель было замечено снижение массы на 22% [26].Принимая во внимание различия в геометрии образцов, плотности сшивки и M _w , 30% High M _w PGS-M может демонстрировать аналогичную деградацию за тот же период времени. Термически отвержденный PGS также показал деградацию в PBS, уменьшив массу на 10% за 31 день [44]. Кроме того, ряд различных фотоотверждаемых биоматериалов продемонстрировал разложение в PBS, причем это также зависит от степени сшивания в их матрицах [46–48].

Следует отметить, что наблюдаемые скорости разложения могут отличаться от тех, которые продуцируются в более сложных средах in vitro, , содержащих живые клетки, или in vivo, [36]. Типы ферментов, продуцируемых разными клетками, и их концентрации сильно различаются, и это может иметь большое влияние на скорость разложения биоматериала [36]. Факторы окружающей среды, такие как окружающий pH, присутствие ингибиторов ферментов, применение потока, механическая нагрузка или перемешивание материала также могут иметь влияние.Действительно, это было продемонстрировано на других полимерах PGS, при этом имплантированные материалы разлагаются быстрее, чем in vitro [1, 23].

Испытания на растяжение показали, что механические свойства PGS-M меняются в зависимости от его состава. Модуль Юнга значительно увеличился с увеличением DM как для форполимеров Low, так и High M _w (рис. 9). Аналогичная тенденция наблюдалась также в отношении предела прочности на разрыв (ППС) PGS-M, хотя и в менее выраженной форме.Такое поведение, вероятно, было связано с повышенной плотностью сшивки в результате увеличения DM, снижающей подвижность полимерной цепи и увеличивающей жесткость матрицы [21, 49]. Также возможно, что сшитые олигомеры метакрилата сами способствовали увеличению жесткости матрицы при увеличении DM, действуя как нанокомпозит с основной цепью полимера PGS [50, 51]. Действительно, при более высоком DM метакрилатные группы составляют значительную часть молекулярной структуры полимерной матрицы и, таким образом, могут оказывать значительное влияние на механические свойства в объеме.Интересно, что форполимер M _w , по-видимому, не оказал значительного влияния на модуль Юнга или UTS PGS-M.

Рисунок 9 . Модуль Юнга и предел прочности при растяжении (UTS) Low и High M _w и варьируемый DM PGS-M ( n = 3). Степень значимости обозначается как *** P ≤ 0,001, ** P ≤ 0,01 и * P ≤ 0,05.

Аналогичные результаты были получены для PGS-акрилата и PGS-циннамата с повышенным добавлением функциональных групп, что привело к увеличению модуля Юнга и UTS [19, 20, 23, 26].Эти заявленные значения также были сопоставимы с показателями PGS-M. PGS-акрилат продемонстрировал значения модуля Юнга от 0,6 до 13,2 МПа для степеней функционализации (сравнимых с DM) от 21 до 88%. Кроме того, вариация M _w преполимера PGS-акрилата не привела к каким-либо значительным изменениям модуля Юнга или UTS [23]. PGS-циннамат продемонстрировал значения модуля Юнга от 0,050 до 0,152 МПа при степенях функционализации от 26 до 45%.Таким образом, PGS-M выгодно отличается от этих других фотоотверждаемых полимеров PGS, обеспечивая аналогичные механические характеристики, но с улучшенным синтезом и обработкой.

Другие фотоотверждаемые эластомерные биоматериалы демонстрируют поведение, подобное PGS-M, с увеличением плотности сшивания, что приводит к увеличению жесткости и механической прочности. Модуль Юнга фотоактивных гидрогелей ПВС и ПВС, модифицированного азлактоном, был увеличен с 0,054 до 0,820 МПа и с 0,55 до 0,80 МПа соответственно за счет изменения плотности сшивки [52, 53].В желатин-метакрилатных полимерах модуль Юнга можно было изменить от 0,040 до 0,222 МПа, увеличив DM с 15 до 90% [54, 55]. Кроме того, изменение плотности сшивки в фотоотверждаемом поли (D, L-лактиде) позволило варьировать модуль упругости при изгибе и прочность от 2,5 до 3,6 ГПа и от 79 до 118 МПа соответственно [56]. С точки зрения механических характеристик PGS-M, по-видимому, занимает нишу между более мягкими гидрогелями на основе ПВС и желатин-метакрилатными полимерами и более жестким фотоотверждаемым поли (D, L-лактидом).Это может позволить использовать его в качестве фотоотверждаемого биоматериала.

Кожные фибробласты человека и SMC коронарных артерий человека культивировали на 30% Low M _w PGS-M поверхностях в течение 1, 3 и 7 дней. ADSC также культивировали на поверхностях PGS-M, но в течение 1, 7 и 14 дней из-за их более медленной скорости роста. Жизнеспособность клеток оценивали восстановлением натриевой соли резазурина до резоруфина, измеренной с помощью детектирования флуоресценции.

Во всех типах клеток сигнал флуоресценции, связанный с резоруфином, значительно увеличивался за время исследования (рис. 10).Аналогичные результаты были получены в положительном контроле, где клетки культивировали на покровных стеклах. Сравнение результатов для культур на PGS-M и стекле в каждый момент времени не показало значительных различий во флуоресценции резоруфина между двумя поверхностями.

Рисунок 10 . Анализ восстановления резазурина для определения жизнеспособности фибробластов, ABSC и SMC на 30% Low M _w PGS-M поверхностей. Положительным контролем служили клетки, культивированные на боросиликатном стекле.Отрицательный контроль представлял собой незасеянные поверхности PGS-M (только PGS-M) ( n = 3). Степень значимости обозначается как *** P ≤ 0,001, ** P ≤ 0,01 и * P ≤ 0,05.

Количество фибробластов, SMC и ADSC, присутствующих на поверхностях PGS-M в культуре, оценивали с использованием коммерчески доступного количественного анализа ДНК PicoGreen ^® . В анализе измеряли количество дцДНК, присутствующей в каждом образце, с помощью флуоресценции. Затем это было использовано для определения количества присутствующих клеток с использованием стандартной кривой.

Содержание ДНК

значительно увеличилось за время культивирования для всех типов клеток как на PGS-M, так и на стекле (рис. 11). Сравнение результатов для культур фибробластов на PGS-M и стекле в каждый момент времени не показало значительных различий через 1 день, но значительных различий через 3 и 7 дней, причем положительные контроли показали более высокие значения. Культуры SMC также показали значительные различия между двумя типами поверхности через 7 дней. ADSC, культивированные на PGS-M и стекле, не показали значительных различий между двумя поверхностями в каждый момент времени.

Рисунок 11 . Анализ PicoGreen ^® на содержание дцДНК в культурах фибробластов, ADSC и SMC на 30% Low M _w PGS-M поверхностях. Положительным контролем служили клетки, культивированные на боросиликатном стекле. Отрицательный контроль представлял собой незасеянные поверхности PGS-M (только PGS-M) ( n = 3). Степень значимости обозначается как *** P ≤ 0,001, ** P ≤ 0,01 и * P ≤ 0,05.

В обоих анализах резазурина и PicoGreen ^® все результаты для клеток, культивированных на PGS-M и стеклянных поверхностях, статистически значимо отличались от соответствующих отрицательных контролей (покровные стекла без затравки, покрытые PGS-M), которые показали незначительную флуоресценцию.Все три типа клеток также демонстрировали характерную морфологию на протяжении всего исследования [19, 57–62].

Результаты показывают, что все три типа клеток пролиферировали на поверхностях PGS-M и оставались жизнеспособными до завершения исследования. Аналогичным образом было показано, что акрилированные и термически отвержденные формы PGS поддерживают рост фибробластов, SMC и стволовых клеток [1, 19, 26, 58].

Интересно, что увеличение числа клеток, как показывает анализ PicoGreen ^® , не обязательно сопровождалось пропорциональным увеличением метаболизма в культуре, как измерено анализом резазурина.Например, анализ PicoGreen ^® обнаружил значительно большее количество фибробластов, присутствующих на стеклянных поверхностях, по сравнению с поверхностями PGS-M на 3-й и 7-й день. Однако не было обнаружено значительных различий между этими двумя культуральными поверхностями, когда измерение клеточного метаболизма с помощью анализа резазурина. Культуры SMC показали аналогичную тенденцию. Этот эффект может быть связан с увеличением сплоченности клеток и возрастом, но также может указывать на то, что метаболическая активность различных исследованных типов клеток может быть субстрат-специфичной.Было установлено, что граница раздела между клеткой и поверхностью оказывает важное влияние на фенотип, а поверхности культур могут влиять на метаболизм клеток из-за ряда различных факторов, таких как жесткость, гидрофильность, топография и химия поверхности [63–67].

Результаты также подчеркивают, что одни только метаболические анализы не подходят для косвенных измерений пролиферации клеток. Оценка эффективности любого биоматериала в поддержании здоровых клеток требует измерения как метаболической активности, так и количества клеток.

Из ПГС-М на предприятии 2ПП изготовлено

3D каркасов. Рамановская спектроскопия использовалась для подтверждения того, что химическая структура полимера PGS-M осталась неизменной после 2PP. Спектры каркасов хорошо сравнивались со спектрами дисков эквивалентного PGS-M, фотоотвержденного с использованием облучения УФ-лампой. Выраженные пики в аналитических областях появлялись при равных значениях рамановского сдвига (рис. 12А). Это было легче визуализировать в преобразованных спектрах (рис. 12В). Эти спектры заметно отличались от спектров боросиликатного стекла, на которое были прикреплены каркасы.Значения интенсивности спектров каркаса были несколько ниже, чем у УФ-отвержденных дисков PGS-M. Это было связано с трехмерной природой и небольшой высотой элементов каркасов, снижающих детектируемый сигнал. Кроме того, из-за небольшой высоты трехмерных каркасов была обнаружена часть сигнала, генерируемого нижележащим боросиликатным стеклом. Это наиболее ярко выражено в области отпечатков пальцев, <~ 1300 см ^-1 . Данные свидетельствуют о том, что химическая структура полимера PGS-M сохраняется после 2PP с использованием пиковых интенсивностей ² ТВт / см.Это соответствует предыдущим отчетам об использовании рамановской спектроскопии для определения степени сшивания. При указанных интенсивностях лазерного излучения облучение превращает функционализированные форполимеры в сшитый полимер, в то время как более высокие энергии импульса необходимы для дальнейшего химического превращения полимера и карбонизации под действием лазера [68, 69].

Рисунок 12 . Рамановские спектры для 50% Low M _w PGS-M, фотоотвержденный в виде трехмерных каркасов с использованием 2PP и в виде дисков с использованием УФ-лампы.Также представлены спектры нижележащих предметных стекол из боросиликатного стекла, на которые были наклеены 3D-каркасы. Исходные данные (A) показывают, что спектры обоих образцов PGS-M заметно отличаются от спектров боросиликатного стекла. Пиковые значения интенсивности, полученные от УФ-отвержденных дисков PGS-M, выше, чем у трехмерных каркасов. Преобразование данных (относительная интенсивность / 1000 и представленные в логарифмической шкале) позволяет более легко визуализировать сходство спектров PGS-M с четко видимыми пиками при равных значениях рамановского сдвига (B) .

Были воспроизведены различные структуры, включая закрытые и открытые решетки (рис. 13A – E). Каркасы имели длину до ~ 500 мкм и высоту ~ 200 мкм; однако на этой высоте структура открытой решетки казалась утраченной. Самые высокие каркасы с открытой структурой составляли ~ 100 мкм. Минимальная достигнутая толщина элемента составляла ~ 10 мкм, а соотношение сторон ~ 2,1 (для произведенных структур, использующих многолучевое сканирование). Было отмечено, что механические свойства фотоотвержденного полимера были важным фактором в процессе изготовления каркаса.Толщина строительных лесов потребовала настройки, чтобы они оставались свободно стоящими и не разрушались под собственным весом (см. Также дополнительное изображение 1). Это может произойти при использовании эластомерных материалов [70]. Кроме того, были очевидны некоторые структурные деформации из-за усадки, как было отмечено в других полимерных структурах, изготовленных таким образом [71]. Усадка каркаса в плоскости XY составила 14,5 ± 5,9% на основании анализа изображений SEM (рис. 13D). Компенсация может потребоваться, если для конкретного применения потребуются точные окончательные размеры.

Рисунок 13 . Репрезентативные изображения трехмерных структур ПГС-М, произведенные компанией 2ПП. Структуры, полученные с использованием объективов 20x 0,8 NA (A, D) , 10x 0,3 NA (B) и 63x 1,4 NA (C, E) , исследованы с помощью SEM. Сосудистые SMC культивировали на каркасах и затем окрашивали на филаменты актина F с использованием Phalloidin-FITC. Проекции трехмерных конфокальных изображений каркасов через 1 день (F) и 7 дней (I) культуры SMC. Неокрашенные контрольные культуры через 7 дней показаны как изображения в проходящем свете DIC (G) и флуоресценции (J) вместе с незасеянными, но окрашенными контролями (H, K) .Масштабные линейки: 200 мкм (A, B, D, G, H, J, K) и 50 мкм (C, E, F, I) .

Каркасы PGS-M засевали SMC коронарной артерии человека. Клетки, по-видимому, прилипали к структурам и пролиферировали в течение 7-дневного периода культивирования (результаты суммированы на фигурах 13F-K). Интересно, что SMC, по-видимому, прикрепляются к верхней поверхности структур PGS-M и пролиферируют через них, даже перекрывая квадратные поры ~ 70 мкм к 7-му дню. Аналогичное поведение наблюдалось на других полимерных каркасах, изготовленных с использованием 2PP.Человеческие ADSC пролиферировали по поверхности модифицированных метакриламидом желатиновых каркасов с размером пор 200 мкм, а клетки фибросаркомы человека перекрывали поры 52 мкм в триакрилатных каркасах поленницы [72, 73]. Кроме того, клетки остеосаркомы MG63 и МСК крысы вторглись в решетчатые каркасы, полученные из фоторезиста SZ2080, действуя как синтетические клеточные ниши, покрывая их поверхности и перекрывая промежутки размером до 30 мкм [74]. Топология каркаса и размер признаков имеют важное влияние на функцию и судьбу клеток.Было показано, что сосудистые SMC лучше всего пролиферируют на каркасах с размером пор> 38 мкм [75]. Это указывает на то, что 2PP может позволить адаптировать геометрию пор каркасов PGS-M для идеального соответствия различным типам клеток.

Выводы

Поли (глицерин себацинат) стал фотоотверждаемым путем добавления метакрилатных групп, продуцирующих PGS-M. Успешное метакрилирование определяли с помощью ЯМР-анализа и ATR-FTIR-спектроскопии с успешным контролем DM путем модификации компонентов реакции.DM оказал значительное влияние на скорость разложения PGS-M и его механические свойства. Поверхности PGS-M также поддерживали рост и пролиферацию первичных человеческих фибробластов, ADSC и сосудистых SMC, определяемых с помощью анализов на основе метаболизма и количественной оценки ДНК. Сравнение результатов этих различных анализов позволило предположить, что PGS-M может взаимодействовать с этими клетками субстрат-специфическим образом, по-разному влияя на метаболизм и пролиферацию. 2PP был использован для успешного структурирования PGS-M в трехмерные каркасы с минимальным размером элементов ~ 10 мкм.Эти каркасы поддерживали рост сосудистых SMC, которые, по-видимому, распространялись по поверхности каркаса, перекрывая промежутки в структуре.

PGS-M — это легко синтезируемый и универсальный биоматериал с настраиваемыми физическими свойствами и совместимостью с различными типами клеток в культуре. Его фотоотверждаемая природа также позволяет быстро создавать определяемые пользователем 3D-структуры с микромасштабными элементами. Продолжается работа по изучению того, как этот материал может быть использован в различных приложениях для биоматериалов и тканевой инженерии, как in vitro , так и in vivo .

Заявление об этике

Дермальные фибробласты человека и стволовые клетки, полученные из жировой ткани человека (ADSC) из донорской первичной кожной ткани и подкожного жира, соответственно, были получены после того, как все участники предоставили письменное информированное согласие (ссылка на этические нормы: 15 / YH / 0177), а также обработаны и сохранены в соответствии с с Законом о тканях человека 2004 года (номер лицензии 12179). Комитет по этике, который рассмотрел и утвердил исследование, — это Комитет по этике исследований NHS Yorkshire & The Humber-Sheffield.

Авторские взносы

SP-T синтезировал полимер PGS-M, провел характеристику полимера и клеточные анализы и написал рукопись. RO, HB и SR провели эксперименты 2PP и отредактировали рукопись. Команду возглавляли MM и FC, которые также отредактировали рукопись и обеспечили финансирование для сотрудничества.

Финансирование

Это исследование было поддержано Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам (грант BB / F016840 /) и Исследовательским советом по инженерным и физическим наукам (за счет средств, предоставленных грантом Партнерства по подготовке докторантов для Университета Шеффилда, EP / M508135 / 1 ).Группа Вильнюсского университета финансировалась за счет гранта (№ SEN-20/2015) Исследовательского совета Литвы. Исследование, приведшее к этим результатам, получило финансирование от LASERLAB-EUROPE (соглашение о гранте № 654148, программа исследований и инноваций Европейского Союза Horizon 2020).

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить доктора Ника Ривза-Макларена за его помощь в анализе спектроскопии комбинационного рассеяния света.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fphy.2018.00041/full#supplementary-material

Список литературы

2. Джун Лох X, Карим А.А., Owh C. Биоматериал поли (глицерин себацинат): синтез и биомедицинские применения. J Mater Chem B (2015) 3: 7641–52. DOI: 10.1039 / C5TB01048A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

3. Рай Р., Таллави М, Григоре А, Боккаччини АР. Синтез, свойства и биомедицинские применения поли (глицерин себацат) (PGS): обзор. Prog Polym Sci. (2012) 37: 1051–78. DOI: 10.1016 / j.progpolymsci.2012.02.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

4. Chen Q-Z, Ishii H, Thouas GA, Lyon AR, Wright JS, Blaker JJ, et al.Эластомерный пластырь на основе поли (глицерина себацината) для доставки эмбриональных стволовых клеток в сердце. Биоматериалы (2010) 31: 3885–93. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2010.01.108

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

5. Притчард С.Д., Арнер К.М., Лангер Р.С., Гош Ф.К. Трансплантация сетчатки с использованием поверхностно-модифицированных мембран из поли (глицерин-козебациновая кислота). Биоматериалы (2010) 31: 7978–84. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2010.07.026

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

6.Sundback CA, Shyu JY, Wang Y, Faquin WC, Langer RS, Vacanti JP и др. Анализ биосовместимости поли (глицерин себацинат) в качестве материала нервных проводников. Биоматериалы (2005) 26: 5454–64. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2005.02.004

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

7. Харазиха М., Никкх М., Шин С.-Р., Аннаби Н., Масуми Н., Гахарвар А. К. и др. PGS: желатиновые нановолоконные каркасы с настраиваемыми механическими и структурными свойствами для инженерии сердечных тканей. Биоматериалы (2013) 34: 6355–66. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2013.04.045

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

8. Radisic M, Park H, Martens TP, Salazar-Lazaro JE, Geng W., Wang Y, et al. Предварительная обработка синтетических эластомерных каркасов сердечными фибробластами улучшает сконструированную ткань сердца. J Biomed Mater Res A (2008) 86A: 713–24. DOI: 10.1002 / jbm.a.31578

CrossRef Полный текст | Google Scholar

11.Хагандора СК, Гао Дж, Ван И, Альмарза Эй Джей. Поли (глицерин себацинат): новый материал каркаса для конструирования дисков височно-нижнечелюстного сустава. Tissue Eng A (2012) 19: 729–37. DOI: 10.1089 / ten.tea.2012.0304

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

12. Kemppainen JM, Hollister SJ. Адаптация механических свойств 3D-каркасов из поли (глицерин себацинат) для хрящевой ткани. J Biomed Mater Res A (2010) 94A: 9–18. DOI: 10.1002 / jbm.a.32653

CrossRef Полный текст | Google Scholar

13. Jeong CG, Hollister SJ. Сравнение влияния материала на инженерию in vitro хрящевой ткани с архитектурой каркаса PCL, PGS и POC 3D, засеянной хондроцитами. Биоматериалы (2010) 31: 4304–12. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2010.01.145

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

14. Тобиас И.С., Ли Х., Энгельмайр Г.К., Макая Д., Беттингер С.Дж., Цима М.Дж.Контролируемое высвобождение ципрофлоксацина-HCl нулевого порядка из биорезорбируемого эластомерного устройства на основе резервуара. J Control. Версия (2010) 146: 356–62. DOI: 10.1016 / j.jconrel.2010.05.036

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

15. Sun ZJ, Chen C, Sun M-Z, Ai C-H, Lu X-L, Zheng Y-F и др. Применение поли (глицерин-себацинат) в качестве биоразлагаемого носителя лекарственного средства. Биоматериалы (2009) 30: 5209–14. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2009.06.007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

16. Фридрих М., Роман С., МакНил С., Чен Б. Биомиметические каркасы из смеси поли (глицерин себацинат) / поли (l-молочная кислота) для инженерии жировой ткани. Acta Biomater. (2015) 18: 40–9. DOI: 10.1016 / j.actbio.2015.03.004

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

17. Ли И, Кук В. Д., Мурхофф К., Хуанг В. К., Чен Ц. З. Синтез, характеристика и свойства биосовместимого преполимера и геля поли (глицерин себацинат). Polym Int. (2013) 62: 534–47. DOI: 10.1002 / pi.4419

CrossRef Полный текст | Google Scholar

18. Чен Кью-Зи, Бисмарк А., Хансен У., Джунаид С., Тран М.К., Хардинг С.Е. и др. Характеристика мягкого эластомера поли (глицерин себацинат), разработанного для соответствия механическим свойствам ткани миокарда. Биоматериалы (2008) 29: 47–57. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2007.09.010

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

19.Nijst CLE, Bruggeman JP, Karp JM, Ferreira L, Zumbuehl A, Bettinger CJ и др. Синтез и характеристика фотоотверждаемых эластомеров из поли (глицерин-косебацината). Биомакромолекулы (2007) 8: 3067–73. DOI: 10.1021 / bm070423u

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

20. Чжу С., Кюстра С.Р., Беттингер С.Дж. Фотосшивающие биоразлагаемые эластомеры на основе полиэфиров, функционализированных циннаматом. Acta Biomater. (2013) 9: 7362–70. DOI: 10.1016 / j.actbio.2013.03.041

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

22. Малинаускас М., Жукаускас А., Хасегава С., Хаясаки Ю., Мизейкис В., Буйвидас Р. и др. Сверхбыстрая лазерная обработка материалов: от науки к промышленности. Light Sci Appl. (2016) 5: e16133. DOI: 10.1038 / lsa.2016.133

CrossRef Полный текст | Google Scholar

23. Ифковиц Ю.Л., Падера РФ, Бурдик Я.А. Биоразлагаемые и радикально полимеризованные эластомеры с расширенными возможностями обработки. Biomed Mater. (2008) 3: 34104. DOI: 10.1088 / 1748-6041 / 3/3/034104

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

25. Maciulaitis J, Deveikyte M, Rekštyte S, Bratčikov M, Darinskas A, Šimbelyte A, et al. Доклиническое исследование трехмерных микроструктурированных каркасов материала SZ2080 для инженерии хрящевой ткани, выполненных методом фемтосекундной прямой лазерной литографии. Биотехнология (2015) 7: 15015. DOI: 10.1088 / 1758-5090 / 7/1/015015

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст

26.Ифковиц JL, Девлин JJ, Eng G, Martens TP, Vunjak-Novakovic G, Burdick JA. Биоразлагаемые волокнистые каркасы с настраиваемыми свойствами, сформированные из фото-сшиваемого поли (глицерин себацат). Интерфейсы приложения ACS Mater (2009) 1: 1878–86. DOI: 10.1021 / am

3k

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

28. Нагата М., Мачида Т., Сакаи В., Цуцуми Н. Синтез, характеристика и ферментативное разложение сетчатых алифатических сополиэфиров. J. Polym Sci Part Polym Chem. (1999) 37: 2005–11. DOI: 10.1002 / (SICI) 1099-0518 (199) 37:13 <2005 :: AID-POLA14> 3.0.CO; 2-H

CrossRef Полный текст | Google Scholar

29. Гахарвар А.К., Патель А., Долатшахи-Пируз А., Чжан Х., Рангараджан К., Ивиглиа Г. и др. Эластомерные нанокомпозитные каркасы из поли (глицерина себацината), химически сшитого с углеродными нанотрубками. Biomater Sci . (2014) 3: 46–58. DOI: 10.1039 / c4bm00222a

CrossRef Полный текст | Google Scholar

30.Кафурис Д., Косивас Ф., Константинидес С., Нгуен Н.К., Вестдемиотис С., Патрикиос К.С. Биологически активные амфифильные разлагаемые эластомеры поли (глицерина себацинат): синтез и характеристика сети и олигомера. Макромолекулы (2013) 46: 622–30. DOI: 10.1021 / ma3016882

CrossRef Полный текст | Google Scholar

31. Джафар И.Х., Аммар М.М., Джедлика С.С., Пирсон Р.А., Колтер Дж. П.. Спектроскопическая оценка, термическая и термомеханическая характеристика поли (глицерин-себацинат) с вариациями температуры и продолжительности отверждения. J Mater Sci. (2010) 45: 2525–29. DOI: 10.1007 / s10853-010-4259-0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

32. Цай В., Лю Л. Эффект памяти формы поли (глицерин-себацинат) эластомера. Mater Lett. (2008) 62: 2171–73. DOI: 10.1016 / j.matlet.2007.11.042

CrossRef Полный текст | Google Scholar

33. Сильверштейн Р.М., Басслер Г.К. Спектрометрическая идентификация органических соединений. J Chem Educ. (1962) 39: 546. DOI: 10.1021 / ed039p546

CrossRef Полный текст | Google Scholar

34.Кастор С.А. младший, Понтье А., Дюран Дж., Пинто Дж. К., Прат Л. Мониторинг в реальном времени полимеризации неподвижной суспензии метилметакрилата в микрореакторах — Часть 1. Кинетическое исследование с помощью рамановской спектроскопии и эволюция размера капель. Chem Eng Sci. (2015) 131: 340–52. DOI: 10.1016 / j.ces.2015.02.037

CrossRef Полный текст | Google Scholar

35. Лян С.Л., Ян X-Y, Фанг X-Y, Кук В.Д., Туас Г.А., Чен Кью-Зи. In vitro ферментативная деградация материалов на основе поли (глицерин себацината). Биоматериалы (2011) 32: 8486–96. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2011.07.080

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

38. Ван Ю., Ким Ю. М., Лангер Р. In vivo характеристики разложения поли (глицерин себацината). J Biomed Mater Res A (2003) 66A: 192–7. DOI: 10.1002 / jbm.a.10534

CrossRef Полный текст | Google Scholar

39. Гепферих А. Механизмы деградации и эрозии полимеров. Биоматериалы (1996) 17: 103–14.DOI: 10.1016 / 0142-9612 (96) 85755-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст

40. Santerre JP, Woodhouse K, Laroche G, Labow RS. Понимание биодеградации полиуретанов: от классических имплантатов до материалов для тканевой инженерии. Биоматериалы (2005) 26: 7457–70. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2005.05.079

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

41. Тан Ю.В., Лабов Р.С., Сантерре, JP. Биодеградация поликарбонат-полиуретанов, индуцированная ферментами: дозозависимый эффект холестеринэстеразы. Биоматериалы (2003) 24: 2003–11. DOI: 10.1016 / S0142-9612 (02) 00563-X

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

42. Woo GLY, Mittelman MW, Santerre JP. Синтез и характеристика нового биоразлагаемого антимикробного полимера. Биоматериалы (2000) 21: 1235–46. DOI: 10.1016 / S0142-9612 (00) 00003-X

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

43. Labow RS, Meek E, Santerre JP. Дифференциальный синтез холестеринэстеразы макрофагами, происходящими из моноцитов, культивируемых на поли (уретанах) на основе полиэфира или сложного эфира. J Biomed Mater Res. (1998) 39: 469–77. DOI: 10.1002 / (SICI) 1097-4636 (19980305) 39: 3 <469 :: AID-JBM18> 3.0.CO; 2-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

44. Frydrych M, Chen B. Большие трехмерные каркасы на основе поли (глицеринсебацината) — метод приготовления сублимационной сушки. J Mater Chem B (2013) 1: 6650–61. DOI: 10.1039 / C3TB20842G

CrossRef Полный текст | Google Scholar

45. Эштон Дж. Х., Мертц Дж. Э., Александр М. Дж., Слепян М. Дж., Миллс Дж. Л., Ванде Гест Дж. П..Функциональное внутрипросветное покрытие (FELP): термоформование, биодеградация и механические свойства нового полимерного трансплантата для аневризм брюшной аорты. В: Летняя конференция по биоинженерии ASME 2010, части A и B . Неаполь, Флорида (2010). п. 905–6.

Google Scholar

46. Ван Д., Уильямс К.Г., Ли К., Шарма Б., Элиссефф Дж. Х. Синтез и характеристика нового разлагаемого фосфатсодержащего гидрогеля. Биоматериалы (2003) 24: 3969–80. DOI: 10.1016 / S0142-9612 (03) 00280-1

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

47.Нуттельман ЧР, Генри С.М., Ансет К.С. Синтез и характеристика фото-сшиваемых, разлагаемых каркасов тканевой инженерии на основе поли (винилового спирта). Биоматериалы (2002) 23: 3617–26. DOI: 10.1016 / S0142-9612 (02) 00093-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

48. Metters AT, Anseth KS, Bowman CN. Фундаментальные исследования нового биоразлагаемого гидрогеля PEG-b-PLA. Полимер (2000) 41: 3993–4004. DOI: 10.1016 / S0032-3861 (99) 00629-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

49.Молодой Р.Дж., Ловелл, Пенсильвания (ред.). Глава 21 Эластомеры. В: Введение в полимеры. Taylor & Francis Group LLC стр. 511–30.

50. Andrzejewska E, Marcinkowska A, Wegner K. Нанокомпозиты, полученные фотополимеризацией системы (метакрилатный мономер) / (функционализированный метакрилатом полиэдрический олигомерный силсесквиоксан). Полимер (2011) 56: 63–6.

Google Scholar

51. Андо С., Сомея Ю., Такахаши Т., Шибата М. Термические и механические свойства фотоотвержденных органо-неорганических гибридных нанокомпозитов на основе терпеновой акрилатной смолы и метакрилатзамещенного полисилсесквиоксана. J Appl Polym Sci. (2010) 115: 3326–31. DOI: 10.1002 / app.30398

CrossRef Полный текст | Google Scholar

52. Шмедлен Р. Х., Мастерс К. С., Вест-Дж. Л. Фотосшиваемые гидрогели поливинилового спирта, которые можно модифицировать пептидами клеточной адгезии для использования в тканевой инженерии. Биоматериалы (2002) 23: 4325–32. DOI: 10.1016 / S0142-9612 (02) 00177-1

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

53. Mühlebach A, Müller B, Pharisa C, Hofmann M, Seiferling B, Guerry D.Новые водорастворимые фото сшиваемые полимеры на основе модифицированного поливинилового спирта. J. Polym Sci Part Polym Chem. (1997) 35: 3603–11. DOI: 10.1002 / (SICI) 1099-0518 (19971130) 35:16 <3603 :: AID-POLA28> 3.0.CO; 2-I

CrossRef Полный текст | Google Scholar

54. Нгуен А.Х., МакКинни Дж., Миллер Т., Бонджорно Т., МакДевитт Т.С. Микросферы из метакрилата желатина для контролируемого высвобождения фактора роста. Acta Biomater. (2015) 13: 101–10. DOI: 10.1016 / j.actbio.2014.11.028

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

55. Бертассони Л. Е., Кардосо Дж. К., Манохаран В., Кристино А. Л., Бхисе Н. С., Арауджо В. А. и др. Биопечать с прямой записью метакрилированных желатиновых гидрогелей с клетками. Биотехнология (2014) 6: 24105. DOI: 10.1088 / 1758-5082 / 6/2/024105

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст

56. Melchels FPW, Feijen J, Grijpma DW. Поли (d, l-лактид) смола для изготовления каркасов тканевой инженерии с помощью стереолитографии. Биоматериалы (2009) 30: 3801–9. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2009.03.055

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

58. Гао Дж., Энсли А.Е., Нерем Р.М., Ван Ю. Поли (глицерин себацинат) поддерживает пролиферацию и фенотипическую экспрессию белков первичных сосудистых клеток павиана. J Biomed Mater Res A (2007) 83A: 1070–75. DOI: 10.1002 / jbm.a.31434

CrossRef Полный текст | Google Scholar

60. Ким В.С., Пак Б.С., Сунг Дж.Х., Ян Дж.М., Пак С.Б., Квак С.Дж. и др.Ранозаживляющий эффект стволовых клеток, полученных из жировой ткани: критическая роль секреторных факторов на фибробластах кожи человека. J Dermatol Sci. (2007) 48: 15–24. DOI: 10.1016 / j.jdermsci.2007.05.018

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

61. Moulin V, Castilloux G, Auger FA, Garrel D, O’Connor-McCourt MD, Germain L. Модулированный ответ на цитокины миофибробластов человека, заживляющих раны, по сравнению с дермальными фибробластами. Exp Cell Res. (1998) 238: 283–93.DOI: 10.1006 / excr.1997.3827

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

64. Йунг Т., Жорж П.К., Фланаган Л.А., Марг Б., Ортис М., Фунаки М. и др. Влияние жесткости субстрата на морфологию клеток, структуру цитоскелета и адгезию. Цитоскелет клеточного мотила (2005) 60: 24–34. DOI: 10.1002 / cm.20041

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

65. Кертис А., Уилкинсон С. Новые глубины клеточного поведения: реакции клеток на нанотопографию. Biochem Soc Symp. (1998) 65: 15–26.

PubMed Аннотация | Google Scholar

66. Hambleton J, Schwartz Z, Khare A., Windeler SW, Luna M, Brooks BP и др. Поверхности культур, покрытые различными материалами имплантата, влияют на рост и метаболизм хондроцитов. J Orthop Res. (1994) 12: 542–52. DOI: 10.1002 / jor.1100120411

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

68. ukauskas A, Matulaitiene I, Paipulas D, Niaura G, Malinauskas M, Gadonas R.Настройка показателя преломления в трехмерной литографии с прямой лазерной записью: в сторону микрооптики GRIN. Laser Photonics Rev. (2015) 9: 706–12. DOI: 10.1002 / lpor.201500170

CrossRef Полный текст | Google Scholar

69. Jiang LJ, Zhou YS, Xiong W., Gao Y, Huang X, Jiang L, et al. Двухфотонная полимеризация: исследование химических и механических свойств смол с помощью рамановской микроскопии. Opt Lett. (2014) 39: 3034–37. DOI: 10.1364 / OL.39.003034

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

70.Рекштите С., Малинаускас М., Юодказис С. Трехмерное лазерное моделирование силикона: к биосовместимым каркасам. Opt Expr. (2013) 21: 17028–41. DOI: 10.1364 / OE.21.017028

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

71. Овсяников А., Грюн М., Пфлаум М., Кох Л., Майорана Ф., Вильгельми М. и др. Лазерная печать клеток в 3D каркасы. Биопродукция (2010) 2: 14104. DOI: 10.1088 / 1758-5082 / 2/1/014104

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

72.Овсяников А., Дейвик А., Ван Влиерберг С., Пфлаум М., Вильгельми М., Дубрюэль П. и др. Лазерное изготовление 3D желатиновых каркасов для создания биоискусственных тканей. Материалы (2011) 4: 288–99. DOI: 10.3390 / ma4010288

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

73. Tayalia P, Mendonca CR, Baldacchini T, Mooney DJ, Mazur E. Исследования миграции клеток в 3D с использованием двухфотонных полимерных каркасов. Adv Mater. (2008) 20: 4494–98. DOI: 10.1002 / adma.200801319

CrossRef Полный текст | Google Scholar

74. Раймонди М.Т., Раймонди М.Т., Итон С.М., Итон С.М., Нава ММ, Нава ММ и др. Двухфотонная лазерная полимеризация: от основ до биомедицинского применения в тканевой инженерии и регенеративной медицине. J Appl Biomater Funct Mater. (2012) 10: 56–66. DOI: 10.5301 / JABFM.2012.9278

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

75. Зелтингер Дж., Шервуд Дж. К., Грэм Д.А., Мюллер Р., Гриффит Л.Г.Влияние размера пор и доли пустот на клеточную адгезию, пролиферацию и отложение матрикса. Tissue Eng. (2001) 7: 557–72. DOI: 10.1089 / 107632701753213183

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Высокобиоактивный и биоразлагаемый гибридный эластомер на основе поли (глицерина себацината) и кварцевого стекла с заданными механическими свойствами для регенерации костной ткани

Биоразлагаемые эластомеры поли (глицерин себацинат) (PGS) привлекают большое внимание как многообещающие материалы для потенциального применения в восстановлении и регенерации мягких тканей из-за их биомиметических вязкоупругих свойств.Однако низкая прочность и отсутствие биологической активности ограничивают их потенциальное применение при регенерации твердых тканей (кости, зубы, сухожилия и связки). Здесь мы ввели биоактивное стекло из диоксида кремния на молекулярном уровне в матрицу полимерных эластомеров для получения биоактивных гибридных эластомеров (PGSSC) для регенерации костной ткани. Мы показали здесь, что наши PGSSC обеспечивают некоторые преимущества по сравнению с обычными биоактивными материалами и эластомерами благодаря их контролируемой биоминерализации (биоактивность образования апатита), настраиваемым эластичным свойствам и биодеградации, а также усиленной пролиферации остеобластов.Предел прочности на разрыв и начальный модуль эластомеров гибридов PGSSC варьировались от 1 до 5 МПа и от 2 до 32 МПа соответственно за счет контроля содержания фазы диоксида кремния, которое в несколько раз выше, чем у чистых эластомеров PGS. Эластомеры PGSSC также показали повышенную гидрофильность с краевым углом смачивания от 75 до 25 градусов. Биологический апатит образовывался на поверхности PGSSC при замачивании в имитирующей биологической жидкости (SBF) в течение 1 дня. Остеобласт (MC3T3) продемонстрировал значительно увеличенную пролиферацию на PGSSC по сравнению с PGS.Разработка биоактивных гибридных эластомеров PGSSC может предложить новый выбор для восстановления и регенерации костной ткани.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Химические свойства подложек из поли (глицерин себацината) (PGS) ….

Context 1

… спектроскопия позволила выявить PGS на круглых стеклянных покровных стеклах, полученных методом центрифугирования и полного испарения растворитель подлежит подтверждению.Спектры FTIR для PGS, отвержденного при повышении температуры, а также для стеклянных покровных стекол, использованных в качестве контроля, представлены на рисунке 1. Спектры показывают широкую полосу около 3460 см -1 от гидроксильных групп (удлинение ОН) вместе с алифатической основной цепью CH. абсорбция, которая находится в диапазоне 2950-2850 см -1 (рис. 1а слева). …

Контекст 2

… FTIR-спектры для PGS, отвержденного при повышающихся температурах, а также для стеклянных покровных стекол, используемых в качестве контроля, представлены на рисунке 1.Спектры показывают широкую полосу около 3460 см -1 от гидроксильных групп (удлинение O-H) вместе с алифатической основой поглощения C-H, которая расположена при 2950-2850 см -1 (Рисунок 1a слева). Характерный пик карбонила сложного эфира (-COO -), возникающий в результате реакции поликонденсации между гидроксильными группами и свободными карбоксильными группами глицерина и себациновой кислоты, соответственно, расположен при 1740 см -1 (рис. 1a справа). …

Контекст 3

… спектры показывают широкую полосу около 3460 см -1 от гидроксильных групп (удлинение ОН) вместе с алифатической основной цепью поглощения СН, которая расположена при 2950-2850 см -1. (Рисунок 1а слева).Характерный пик карбонила сложного эфира (-COO -), возникающий в результате реакции поликонденсации между гидроксильными группами и свободными карбоксильными группами глицерина и себациновой кислоты, соответственно, расположен при 1740 см -1 (рис. 1a справа). Как и ожидалось, в спектре чистого стекла нет ни одного из предыдущих характеристических пиков. …

Контекст 4

… из предыдущих характеристических пиков, как и ожидалось, присутствуют в спектре чистого стекла. На рисунке 1b представлено соотношение между свободными гидроксильными группами и прореагировавшими группами карбонилового эфира, которое показывает тенденцию к снижению при применении более высокой температуры отверждения.Все эти результаты в совокупности подтверждают наличие PGS, отвержденного при трех температурах отверждения (130 • C, 150 • C и 170 • C) с использованием метода центрифугирования. …

Context 5

… эти результаты в совокупности подтверждают присутствие PGS, отвержденного при трех температурах отверждения (130 • C, 150 • C и 170 • C) с использованием метода центрифугирования. Когда применяются более высокие температуры отверждения, реакционная способность олигомеров и макромеров PGS увеличивается, давая более сшитый эластомер, как показано на рисунке 1b.Эти результаты согласуются с литературой для пленок PGS без центрифугирования [33,34]. …

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.