03.06.2020 by Milena Riedl

Nova técnica de preparação de amostras para investigações de biomateriais

A Alucent Biomedical Inc. é uma empresa biomédica dedicada ao desenvolvimento de sua revolucionária tecnologia Natural Vascular Scaffolding (NVS) para o tratamento de doenças vasculares. Várias técnicas de preparação de amostras foram avaliadas para investigar um método que pudesse aliviar os artefatos de sinal atribuídos ao movimento da amostra durante o aquecimento. Saiba como a amostra é preparada para obter termogramas precisos e reproduzíveis para tecidos biológicos.

por Justin Barrett e Kevin Warner, PhD, Alucent Biomedical, e Michael Hsu, NETZSCH Instruments North America

A Alucent Biomedical, Inc. é uma empresa biomédica dedicada ao desenvolvimento de sua inovadora tecnologia Natural Vascular Scaffolding (NVS) para o tratamento de doenças vasculares. A NVS utiliza a ligação de proteínas fotoativadas das proteínas estruturais nativas do vaso (ou seja, colágeno) para abrir vasos durante a angioplastia e mantê-los abertos, sem o uso de implantes permanentes.

Uso do DSC na pesquisa de desenvolvimento de produtosarch

Um aspecto da estratégia de desenvolvimento do produto é identificar e desenvolver métodos para caracterizar as alterações moleculares fotoativadas na parede do vaso. As alterações nas proteínas da matriz extracelular podem ser detectadas por uma mudança na temperatura de desnaturação. Em princípio, uma temperatura de desnaturação mais alta é indicativa de uma DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade maior de matriz extracelular ligada covalentemente causada pelo tratamento com NVS. A Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) está sendo investigada como uma técnica para determinar as diferenças nas temperaturas de desnaturação das proteínas estruturais dos vasos sanguíneos em condições nativas e tratadas. A DSC não é usada rotineiramente para investigações de biomateriais, mas tem valor para a caracterização de tecidos biológicos para ajudar no desenvolvimento de produtos. Uma revisão da literatura relevante teve discussões limitadas sobre a preparação de amostras e o desenvolvimento de métodos para garantir resultados confiáveis e reproduzíveis de DSC.

Como aliviar os artefatos de sinal

Várias técnicas de preparação de amostras foram avaliadas para investigar um método que pudesse aliviar os artefatos de sinal atribuídos ao movimento da amostra durante o aquecimento. As técnicas exploradas incluíram o empacotamento apertado da amostra cortada em cubos, a configuração do cadinho (tampa frisada, tampa perfurada, tampa não frisada, sem tampa), o tamanho do cadinho, o uso de um disco da amostra que correspondesse ao diâmetro interno do cadinho e o empilhamento de vários discos da amostra. Todos esses testes produziram resultados inconsistentes, pois a amostra ainda tinha liberdade para se mover dentro do cadinho durante o aquecimento. Para combater esse fenômeno, a Alucent Biomedical Inc. teve a ideia de que, em vez de empilhar vários discos de amostra, um objeto inerte colocado entre a tampa hermeticamente fechada e a amostra poderia manter a amostra pressionada e minimizar o movimento. O tamanho e a morfologia da amostra e do objeto inerte foram escolhidos para ser um disco que correspondesse ao diâmetro interno do cadinho, o que maximizaria o contato da área de superfície da amostra com o fundo da panela do cadinho para permitir a transferência ideal de calor. Por fim, era imperativo que o objeto inerte não produzisse nenhuma energia DSC estranha que pudesse interferir nos sinais subjacentes da amostra.libraFoi por esses motivos que a safira foi escolhida, um padrão de sensibilidade relativamente barato, prontamente disponível e sem energia na área de interesse das amostras.

Dois fatores críticos para a preparação da amostra

1) Dimensionamento da amostra para corresponder ao diâmetro interno do prato de DSC 2) Preenchimento do espaço livre do prato de DSC com um material inerte para evitar o movimento da amostra induzido pelo calor durante a medição A figura mostra os termogramas de seções do mesmo tecido biológico preparado usando duas técnicas diferentes de preparação de amostras. O termograma 1 da figura representa o tecido biológico preparado cortando a amostra em pedaços e colocando-a no prato de amostra. O termograma 2 na figura representa o tecido biológico preparado conforme descrito acima para garantir que o movimento da amostra seja minimizado.

Os resultados demonstram que um parâmetro crítico na geração de termogramas precisos e reproduzíveis para tecidos biológicos é uma metodologia de preparação de amostras que minimize o movimento da amostra induzido pelo calor. A correspondência do tamanho do tecido com o diâmetro interno do prato de DSC e o preenchimento do espaço livre com um material inerte podem ajudar a evitar sinais artificiais causados pelo movimento da amostra no prato de DSC. A nota de aplicação está disponível aqui!