918 resultados para Surface Coatings
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Highly fluorinated plasma polymers are chemically inert,acid resistant and have low friction coefficients, thereby being useful in chemical laboratories and for tribological applications. Here we report the plasma polymerization of ethylene-hexafluorobenzene mixtures by PECVD. The principal parameter of interest is the proportion of C(6)F(6) in the feed, R(F). Films were analyzed using near-normal and grazing-angle Infrared Reflection Absorption Spectroscopy (IRRAS), the latter being particularly useful for detecting modes not usually observed at near-normal incidence. The presence of CH and CF(x) (x=1 to 2) groups was thus confirmed in films deposited with R(F)>= 40%. Depending on R(F) IRRAS also revealed the presence of -CH(x) (x=1 to 3) -C=C, -C=O and phenyl rings. Deconvolution of C is spectra obtained by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) confirmed the presence of CH, CF and CF(2) groups in films deposited with R(F)>= 40%. Atomic ratios of F:C calculated from the XPS spectral data show that the degree of fluorination rises with increasing RF Some unbound fluorine is present in the films. Post-deposition reactions account for the presence of oxygen (similar to 5%) in the films. Surface energies, determined from contact angle measurements, fall with increasing R(F). (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.
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It is presented a study conducted on the physical and electrochemical properties of fluorinated a-C:H films deposited onto a commercial aluminum alloy (AA 5052). The coatings were deposited from mixtures of 91% of acetylene and 9% of argon by plasma immersion ion implantation and deposition technique, PIIID. Total gas pressure was 44 Pa and deposition time (t(dep)) was varied from 300 to 1200 s. The depositing plasmas were generated by the application of radiofrequency power (13.56 MHz, 100W) to the upper electrode and high voltage negative pulses (2400 V. 300 Hz) to the sample holder. Fluorine was incorporated in a post-deposition plasma treatment (13.56 MHz, 70W, 13 Pa) generated from sulfur hexafluoride atmosphere. Chemical structure and composition of the films were investigated using infrared reflectance/absorbance spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The corrosion resistance of the layers was determined by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in a 3.5% NaCl solution, at room temperature. Films presented good adhesion to the substrates and are classified as hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) with oxygen traces. Fluorine was detected in all the samples after the post-deposition treatment being its proportion independent on the deposition time. Film thickness presented different tendencies with t(dep), revealing the variation of the deposition rate as a function of the deposition time. Such fluorinated a-C:H films improved the corrosion resistance of the aluminum surface. In a general way the corrosion resistance was higher for films prepared with lower deposition times. The variation of sample temperature with t(dep) was found to be decisive for the concentration of defects in the films and, consequently, for the performance of the samples in electrochemical tests. Results are interpreted in terms of the energy delivered to the growing layer by ionic bombardment. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.
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This study investigated the effects of the morphology and physicochemical properties of calcium phosphate (CaP) nanoparticles on osteogenesis. Two types of CaP nanoparticles were compared, namely amorphous calcium phosphate (ACP) nano-spheres (diameter: 9-13 nm) and poorly crystalline apatite (PCA) nano-needles (30-50 nm x 2-4 nm) that closely resemble bone apatite. CaP particles were spin-coated onto titanium discs and implants; they were evaluated in cultured mouse calvarial osteoblasts, as well as after implantation in rabbit femurs. A significant dependence of CaP coatings was observed in osteoblast-related gene expression (Runx2, Col1a1 and Spp1). Specifically, the PCA group presented an up-regulation of the osteospecific genes, while the ACP group suppressed the Runx2 and Col1a1 expression when compared to blank titanium substrates. Both the ACP and PCA groups presented a more than three-fold increase of calcium deposition, as suggested by Alizarin red staining. The removal torque results implied a slight tendency in favour of the PCA group. Different forms of CaP nanostructures presented different biologic differences; the obtained information can be used to optimize surface coatings on biomaterials. © 2013 IOP Publishing Ltd.
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Novel brominated amorphous hydrogenated carbon (a-C:H:Br) films were produced by the plasma polymerization of acetylene-bromoform mixtures. The main parameter of interest was the degree of bromination, which depends on the partial pressure of bromoform in the plasma feed, expressed as a percentage of the total pressure, R-B. When bromoform is present in the feed, deposition rates of up to about 110 nm min(-1) may be obtained. The structure and composition of the films were characterized by Transmission Infrared Reflection Absorption Spectroscopy (IRRAS) and X-ray Photo-electron Spectroscopy (XPS). The latter revealed that films with atomic ratios Br:C of up to 0.58 may be produced. Surface contact angles, measured using goniometry, could be increased from similar to 63 degrees (for an unbrominated film) to similar to 90 degrees for R-B of 60 to 80%. Film surface roughness, measured using a profilometer, does not depend strongly on R-B. Optical properties the refractive index, n, absorption coefficient, alpha(E), where E is the photon energy, and the optical gap, E-g, were determined from film thicknesses and data obtained by Transmission Ultraviolet-Visible Near Infrared Spectroscopy (UVS). Control of n was possible via selection of R-B. The measured optical gap increases with increasing F-BC, the atomic ratio of Br to C in the film, and semi-empirical modeling accounts for this tendency. A typical hardness of the brominated films, determined via nano-indentation, was similar to 0.5 GPa. (C), 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
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The Cashew Nut Shell Liquid (CNSL) can be considered as a versatile raw material with wide applications in the form of surface coatings, paints and varnishes, as well as the production of polymers. Within this context, the chemical constituents of CNSL (anarcadic acid, cardanol, 2-cardol and methylcardol) become promising in the development of new materials components. Once separated, CNSL can be used in the research and development of additives, surfactants, pharmaceuticals, pesticides, polymers, resins and others. Being a byproduct, CNSL used in the preparation of new materials is characterized as a truly technological innovation.
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Ameloblastomas are benign, invasive locally and highly recurrent. It is an odontogenic tumor, characterized by the proliferation of epithelial ameloblastic in a fibrous stroma. This paper reports a case of mandibular ameloblastoma, in patients 27 years of age without pain with developments around 4 years, with about 20 mm at its greatest extent, sessile base and surface coatings full. The treatment of choice was the surgical conservative
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Corrosion research in steels is one of the areas in which Mossbauer spectroscopy has become a required analytical technique, since it is a powerful tool for both identifying and quantifying distinctive phases (which contain Fe) with accuracy. In this manuscript, this technique was used to the study of corrosion resistance of plasma nitrided AISI 316L samples in the presence of chloride anions. Plasma nitriding has been carried out using dc glow-discharge, nitriding treatments, in medium of 80 vol.% H-2 and 20 vol.% N-2, at 673 K, and at different time intervals: 2, 4, and 7 h. Treated samples were characterized by means of phase composition and morphological analysis, and electrochemical tests in NaCl aerated solution in order to investigate the influence of treatment time on the microstructure and the corrosion resistance, proved by conversion electron Mossbauer spectroscopy (CEMS), glancing angle X-ray diffraction (GAXRD), scanning electron microscopy (SEM) and potentiodynamic polarization. A modified layer of about 8 gin was observed for all the nitrided samples, independently of the nitriding time. A metastable phase, S phase or gamma(N), was produced. It seems to be correlated with gamma`-Fe-4 N phase. If the gamma(N) fraction decreases, the gamma` fraction increases. The gamma(N) magnetic nature was analyzed. When the nitriding time increases, the results indicate that there is a significant reduction in the relative fraction of the magnetic gamma(N) (in) phase. In contrast, the paramagnetic gamma(N) (p) phase increases. The GAXRD analysis confirms the Mossbauer results, and it also indicates CrN traces for the sample nitrided for 7 h. Corrosion results demonstrate that time in the plasma nitriding treatment plays an important role for the corrosion resistance. The sample treated for 4 h showed the best result of corrosion resistance. It seems that the epsilon/gamma` fraction ratio plays an important role in thin corrosion resistance since this sample shows the maximum value for this ratio. (c) 2008 Published by Elsevier B.V.
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A comprehensive study of pulsed nitriding in AISI H13 tool steel at low temperature (400 degrees C) is reported for several durations. X-ray diffraction results reveal that a nitrogen enriched compound (epsilon-Fe2-3N, iron nitride) builds up on the surface within the first process hour despite the low process temperature. Beneath the surface, X-ray Wavelength Dispersive Spectroscopy (WDS) in a Scanning Electron Microscope (SEM) indicates relatively higher nitrogen concentrations (up to 12 at.%) within the diffusion layer while microscopic nitrides are not formed and existing carbides are not dissolved. Moreover, in the diffusion layer, nitrogen is found to be dispersed in the matrix and forming nanosized precipitates. The small coherent precipitates are observed by High-Resolution Transmission Electron Microscopy (HR-TEM) while the presence of nitrogen is confirmed by electron energy loss spectroscopy (EELS). Hardness tests show that the material hardness increases linearly with the nitrogen concentration, reaching up to 14.5 GPa in the surface while the Young Modulus remains essentially unaffected. Indeed, the original steel microstructure is well preserved even in the nitrogen diffusion layer. Nitrogen profiles show a case depth of about similar to 43 mu m after nine hours of nitriding process. These results indicate that pulsed plasma nitriding is highly efficient even at such low temperatures and that at this process temperature it is possible to form thick and hard nitrided layers with satisfactory mechanical properties. This process can be particularly interesting to enhance the surface hardness of tool steels without exposing the workpiece to high temperatures and altering its bulk microstructure. (c) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.
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Dendrimers are polymeric macromolecules with a regularly branched structure and are synthesised in an iterative fashion. Due to their monodispersity, well-defined shape and extremely high functionality, dendrimers are ideal nano-sized objects for functional and biocompatible surface coatings, biosensing and biomedicine. This dissertation describes the synthesis of ten novel water-soluble phosphorus containing dendrimers and their application in different biological and biomimetic systems. The dendrimers can be divided into two classes; the first type contains either a ferrocene at the core or 24 ferrocenes in the branches. They showed reversible reduction-oxidation behaviour and might be applied in electronic multilayered architectures. Dendrimers of the second class carry a dithiolane functionalised core that can strongly bind to noble metals, like gold substrates. Although such dendrimer coated substrates were unable to tether defect-free lipid bilayer membranes, the coatings were successfully applied for culturing Human Osteoblast cells. The cell adhesion to a coating of polycationic dendrimers was so strong that cell division could not take place, specifically evoking apoptosis. The polyanionic dendrimers, however, promoted excellent cell adhesion and proliferation. Therefore, the practical application of such macromolecular architectures can be envisioned, such as in dendrimer coatings for tissue engineering and or medical implants.
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Infektiöse Komplikationen im Zusammenhang mit Implantaten stellen einen Großteil aller Krankenhausinfektionen dar und treiben die Gesundheitskosten signifikant in die Höhe. Die bakterielle Kolonisation von Implantatoberflächen zieht schwerwiegende medizinische Konsequenzen nach sich, die unter Umständen tödlich verlaufen können. Trotz umfassender Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der antibakteriellen Oberflächenbeschichtungen ist das Spektrum an wirksamen Substanzen aufgrund der Anpassungsfähigkeit und Ausbildung von Resistenzen verschiedener Mikroorganismen eingeschränkt. Die Erforschung und Entwicklung neuer antibakterieller Materialien ist daher von fundamentaler Bedeutung.rnIn der vorliegenden Arbeit wurden auf der Basis von Polymernanopartikeln und anorganischen/polymeren Verbundmaterialien verschiedene Systeme als Alternative zu bestehenden antibakteriellen Oberflächenbeschichtungen entwickelt. Polymerpartikel finden Anwendung in vielen verschiedenen Bereichen, da sowohl Größe als auch Zusammensetzung und Morphologie vielseitig gestaltet werden können. Mit Hilfe der Miniemulsionstechnik lassen sich u. A. funktionelle Polymernanopartikel im Größenbereich von 50-500 nm herstellen. Diese wurde im ersten System angewendet, um PEGylierte Poly(styrol)nanopartikel zu synthetisieren, deren anti-adhesives Potential in Bezug auf P. aeruginosa evaluiert wurde. Im zweiten System wurden sog. kontakt-aktive kolloide Dispersionen entwickelt, welche bakteriostatische Eigenschaften gegenüber S. aureus zeigten. In Analogie zum ersten System, wurden Poly(styrol)nanopartikel in Copolymerisation in Miniemulsion mit quaternären Ammoniumgruppen funktionalisiert. Als Costabilisator diente das zuvor quaternisierte, oberflächenaktive Monomer (2-Dimethylamino)ethylmethacrylat (qDMAEMA). Die Optimierung der antibakteriellen Eigenschaften wurde im nachfolgenden System realisiert. Hierbei wurde das oberflächenaktive Monomer qDMAEMA zu einem oberflächenaktiven Polyelektrolyt polymerisiert, welcher unter Anwendung von kombinierter Miniemulsions- und Lösemittelverdampfungstechnik, in entsprechende Polyelektrolytnanopartikel umgesetzt wurde. Infolge seiner oberflächenaktiven Eigenschaften, ließen sich aus dem Polyelektrolyt stabile Partikeldispersionen ohne Zusatz weiterer Tenside ausbilden. Die selektive Toxizität der Polyelektrolytnanopartikel gegenüber S. aureus im Unterschied zu Körperzellen, untermauert ihr vielversprechendes Potential als bakterizides, kontakt-aktives Reagenz. rnAufgrund ihrer antibakteriellen Eigenschaften wurden ZnO Nanopartikel ausgewählt und in verschiedene Freisetzungssysteme integriert. Hochdefinierte eckige ZnO Nanokristalle mit einem mittleren Durchmesser von 23 nm wurden durch thermische Zersetzung des Precursormaterials synthetisiert. Durch die nachfolgende Einkapselung in Poly(L-laktid) Latexpartikel wurden neue, antibakterielle und UV-responsive Hybridnanopartikel entwickelt. Durch die photokatalytische Aktivierung von ZnO mittels UV-Strahlung wurde der Abbau der ZnO/PLLA Hybridnanopartikel signifikant von mehreren Monaten auf mehrere Wochen verkürzt. Die Photoaktivierung von ZnO eröffnet somit die Möglichkeit einer gesteuerten Freisetzung von ZnO. Im nachfolgenden System wurden dünne Verbundfilme aus Poly(N-isopropylacrylamid)-Hydrogelschichten mit eingebetteten ZnO Nanopartikeln hergestellt, die als bakterizide Oberflächenbeschichtungen gegen E. coli zum Einsatz kamen. Mit minimalem Gehalt an ZnO zeigten die Filme eine vergleichbare antibakterielle Aktivität zu Silber-basierten Beschichtungen. Hierbei lässt sich der Gehalt an ZnO relativ einfach über die Filmdicke einstellen. Weiterhin erwiesen sich die Filme mit bakteriziden Konzentrationen an ZnO als nichtzytotoxisch gegenüber Körperzellen. Zusammenfassend wurden mehrere vielversprechende antibakterielle Prototypen entwickelt, die als potentielle Implantatbeschichtungen auf die jeweilige Anwendung weiterhin zugeschnitten und optimiert werden können.
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Synthetic Routes toward Functional Block Copolymers and Bioconjugates via RAFT PolymerizationrnSynthesewege für funktionelle Blockcopolymere und Biohybride über RAFT PolymerisationrnDissertation von Dipl.-Chem. Kerstin T. WissrnIm Rahmen dieser Arbeit wurden effiziente Methoden für die Funktionalisierung beider Polymerkettenenden für Polymer- und Bioanbindung von Polymeren entwickelt, die mittels „Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer“ (RAFT) Polymerisation hergestellt wurden. Zu diesem Zweck wurde ein Dithioester-basiertes Kettentransferagens (CTA) mit einer Aktivestereinheit in der R-Gruppe (Pentafluorphenyl-4-phenylthiocarbonylthio-4-cyanovaleriansäureester, kurz PFP-CTA) synthetisiert und seine Anwendung als universelles Werkzeug für die Funktionalisierung der -Endgruppe demonstriert. Zum Einen wurde gezeigt, wie dieser PFP-CTA als Vorläufer für die Synthese anderer funktioneller CTAs durch einfache Aminolyse des Aktivesters genutzt werden kann und somit den synthetischen Aufwand, der üblicherweise mit der Entwicklung neuer CTAs verbunden ist, reduzieren kann. Zum Anderen konnte der PFP-CTA für die Synthese verschiedener Poly(methacrylate) mit enger Molekulargewichtsverteilung und wohl definierter reaktiver -Endgruppe verwendet werden. Dieses Kettenende konnte dann erfolgreich mit verschiedenen primären Aminen wie Propargylamin, 1-Azido-3-aminopropan und Ethylendiamin oder direkt mit den Amin-Endgruppen verschiedener Peptide umgesetzt werden.rnAus der Reaktion des PFP-CTAs mit Propargylamin wurde ein Alkin-CTA erhalten, der sich als effizientes Werkzeug für die RAFT Polymerisation verschiedener Methacrylate erwiesen hat. Der Einbau der Alkin-Funktion am -Kettenende wurde mittels 1H und 13C NMR Spektroskopie sowie MALDI TOF Massenspektroskopie bestätigt. Als Modelreaktion wurde die Kopplung eines solchen alkin-terminierten Poly(di(ethylenglykol)methylethermethacrylates) (PDEGMEMA) mit azid-terminiertem Poly(tert-butylmethacrylat), das mittels Umsetzung einer Aktivester-Endgruppe erhalten wurde, als kupferkatalysierte Azid-Alkin-Cycloaddition (CuAAC) durchgeführt. Die Aufarbeitung des resultierenden Diblockcopolymers durch Fällen ermöglichte die vollständige Abtrennung des Polymerblocks 1, der im Überschuss eingesetzt wurde. Darüber hinaus blieb nur ein sehr kleiner Anteil (< 2 Gew.-%) nicht umgesetzten Polymerblocks 2, was eine erfolgreiche Polymeranbindung und die Effizienz der Endgruppen-Funktionalisierung ausgehend von der Aktivester--Endgruppe belegt.rnDie direkte Reaktion von stimuli-responsiven Polymeren mit Pentafluorphenyl(PFP)ester-Endgruppen, namentlich PDEGMEMA und Poly(oligo(ethylenglykol)methylethermethacrylat), mit kollagen-ähnlichen Peptiden ergab wohl definierte Polymer-Peptid-Diblockcopolymere und Polymer-Peptid-Polymer-Triblockcopolymer unter nahezu quantitativer Umsetzung der Endgruppen. Alle Produkte konnten vollständig von nicht umgesetztem Überschuss des Homopolymers befreit werden. In Analogie zu natürlichem Kollagen und dem nicht funktionalisierten kollagen-ähnlichen Peptid bilden die PDEGMEMA-basierten, entschützten Hybridcopolymere Trimere mit kollagen-ähnlichen Triple-Helices in kalter wässriger Lösung, was mittels Zirkular-Dichroismus-Spektroskopie (CD) nachgewiesen werden konnte. Temperaturabhängige CD-Spektroskopie, Trübungsmessungen und dynamische Lichtstreuung deuteten darauf hin, dass sie bei höheren Temperaturen doppelt stimuli-responsive Überstrukturen bilden, die mindestens zwei konformative Übergänge beim Aufheizen durchlaufen. Einer dieser Übergänge wird durch den hydrophoben Kollaps des Polymerblocks induziert, der andere durch Entfalten der kollagen-ähnlichen Triple-Helices.rnAls Ausweitung dieser synthetischen Strategie wurde homotelecheles PDEGMEMA mit zwei PFP-Esterendgruppen dargestellt, wozu der PFP-CTA für die Funktionalisierung der -Endgruppe und die radikalische Substitution des Dithioesters durch Behandlung mit einem Überschuss eines funktionellen AIBN-Derivates für die Funktionalisierung der -Endgruppe ausgenutzt wurde. Die Umsetzung der beiden reaktiven Kettenenden mit dem N-Terminus eines Peptidblocks ergab ein Peptid-Polymer-Peptid Triblockcopolymer.rnSchließlich konnten die anorganisch-organischen Hybridmaterialien PMSSQ-Poly(2,2-diethoxyethylacrylat) (PMSSQ-PDEEA) und PMSSQ-Poly(1,3-dioxolan-2-ylmethylacrylat) (PMSSQ-PDMA) für die Herstellung robuster, peptid-reaktiver Oberflächen durch Spin Coaten und thermisch induziertes Vernetzen angewendet werden. Nach saurem Entschützen der Acetalgruppen in diesen Filmen konnten die resultierenden Aldehydgruppen durch einfaches Eintauchen in eine Lösung mit einer Auswahl von Aminen und Hydroxylaminen umgesetzt werden, wodurch die Oberflächenhydrophilie modifiziert werden konnte. Darüber hinaus konnten auf Basis der unterschiedlichen Stabilität der zwei hier verglichenen Acetalgruppen Entschützungsprotokolle für die exklusive Entschützung der Diethylacetale in PMSSQ-PDEEA und deren Umsetzung ohne Entschützung der zyklischen Ethylenacetale in PMSSQ-PDMA entwickelt werden, die die Herstellung multifunktioneller Oberflächenbeschichtungen z.B. für die Proteinimmobilisierung ermöglichen.
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This study addresses the cellular uptake and intracellular trafficking of 15-nm gold nanoparticles (NPs), either plain (i.e., stabilized with citrate) or coated with polyethylene glycol (PEG), exposed to human alveolar epithelial cells (A549) at the air-liquid interface for 1, 4, and 24 h. Quantitative analysis by stereology on transmission electron microscopy images reveals a significant, nonrandom intracellular distribution for both NP types. No particles are observed in the nucleus, mitochondria, endoplasmic reticulum, or golgi. The cytosol is not a preferred cellular compartment for both NP types, although significantly more PEG-coated than citrate-stabilized NPs are present there. The preferred particle localizations are vesicles of different sizes (<150, 150-1000, >1000 nm). This is observed for both NP types and indicates a predominant uptake by endocytosis. Subsequent inhibition of caveolin- and clathrin-mediated endocytosis by methyl-beta-cyclodextrin (MbetaCD) results in a significant reduction of intracellular NPs. The inhibition, however, is more pronounced for PEG-coated than citrate-stabilized NPs. The latter are mostly found in larger vesicles; therefore, they are potentially taken up by macropinocytosis, which is not inhibited by MbetaCD. With prolonged exposure times, both NPs are preferentially localized in larger-sized intracellular vesicles such as lysosomes, thus indicating intracellular particle trafficking. This quantitative evaluation reveals that NP surface coatings modulate endocytotic uptake pathways and cellular NP trafficking. Other nonendocytotic entry mechanisms are found to be involved as well, as indicated by localization of a minority of PEG-coated NPs in the cytosol.
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Compared with bare metal stents (BMS), early generation drug-eluting stents (DES) reduce the risk of revascularisation in patients with ST-elevation myocardial infarction (STEMI) at the expense of an increased risk of very late stent thrombosis (ST). Durable polymer coatings for controlled drug release have been identified as a potential trigger for these late adverse events and this has led to the development of newer generation DES with durable and biodegradable polymer surface coatings with improved biocompatibility. In a recent all-comers trial, biolimus-eluting stents with a biodegradable polymer surface coating were found to reduce the risk of very late ST by 80% compared with sirolimus-eluting stents with durable polymer, which also translated into a lower risk of cardiac death and myocardial infarction (MI) beyond one year.