Gratias tibi ago pro natura.com adire.Versionem navigatoris limitata CSS auxilio uteris.Ad optimam experientiam commendamus ut navigatro renovato uteris (vel inactivare Compatibilitas Modus in Penitus Rimor).Praeterea, ad sustentationem permanentem, situm sine stylis et JavaScript ostendemus.
Simul labitur carousel trium ostentat.Bullae Priore et Posteriore utere ut per tres lapsus tempore moveantur, vel globulis lapsus utere in fine, ut per tres lapsus tempore moveatur.
Cum novarum materiarum ultra-molliarum ad medicinas machinas et applicationes biomedicas evolutionem, comprehensiva notio proprietatum physicarum et mechanicarum magni momenti est et provocatio.Vim atomicam modificatam microscopiae (AFM) nanoindentation technicae applicata est ad modulum superficiei humilem maxime novi lehfilcon denotandum. Silicone hydrogeli biomimeticae contactu lentis obductis cum strato structurarum polymerorum setis ramosarum.Haec methodus permittit certa determinationem contactuum punctorum sine effectibus viscosae extrutionis cum polymerorum ramosis appropinquantibus.Praeterea efficit ut notas mechanicas singularum elementorum penicilli sine effectu poroelasticitatis determinet.Hoc consequitur explorationem excerpendo AFM cum consilio (mollitis magnitudinis, geometricae et vere veris) quod maxime convenit ad mensurandas proprietates materiae mollium et exemplorum biologicorum.Haec methodus sensum et accurationem accuratae mensurae melioris materiae mollissimae lehfilcon A, quae modulum elasticitatis in superficie superficiali (usque ad 2 kPa) et altissimam elasticitatem in ambitu interno (fere 100%) habet. .Eventus studii superficiei non solum proprietates superficiei lense lehfilcon superficies ultra-mollis revelavit, sed etiam modulum polymerorum ramosorum pertergetum cum subiecto silicon-hydrogenis comparandum esse ostendit.Haec superficies characterizationis ars applicari potest aliis materiis ultra-mollis et machinis medicinae.
Proprietates mechanicae materiae ad contactum directum cum textu vivo dispositae saepe a ambitu biologico determinantur.Perfectus compositus harum proprietatum materialium adiuvat ad obtinendas proprietates clinicas desideratas materialium sine responsionibus cellulis adversis 1,2,3.Ad molem materiae homogeneae, characterisation proprietatum mechanicarum faciliter est ex promptitudine processuum et rationum probatarum (exempli gratia microindentation 4,5, 6).Attamen pro ultra-mollis materiis, ut nes, hydrogeli, biopolymi, cellae vivae, etc., hae methodi examinatoriae generaliter non valent ob solutionis limitationes et inhomogeneitatem quarundam materiarum mensurae.Per annos, methodi traditae incisum mutatae sunt et aptatae ad amplitudinem materiae mollium designandam, sed multae methodi adhuc gravia delicta laborant, quae eorum usum8,9,10,11,12,13 finiunt.Defectus testium specialium methodorum quae accurate ac fideliter notare possunt proprietates mechanicas rerum supersoftiorum materiarum et stratorum superficiei graviter limitant usum suum in variis applicationibus.
In priore opere nostro lehfilcon A (CL) contactum lens, materiam mollem heterogeneam cum omnibus proprietatibus superficialibus ultra-mollis derivatis in potentia biomimeticis derivatis, in superficie corneae oculi inspiravit.Hoc biomaterial inserto polymerorum polymerorum strato 2-methacryloyloxyethylphosphorylcholini (MPC)) (PMPC) in hydrogel silicone (SiHy) 15 inserto evolvit.Processus hic insertio iacuit in superficie constans constans admodum mollis et valde elasticae structurae penicilli ramosae polymericanae.Prior noster labor confirmavit structuram biomimeticam lehfilcon A CL praestantiorem superficiei dotes praebet ut praeventionis udus et implicitus melior, lubricitas augeatur, et cellam et adhaesionem bacterial 15. 16. reducat.Praeterea usus et progressus huius materiae biomimeticae etiam ulteriorem expansionem in aliis machinis biomedicis suggerit.Ideo criticum est proprietates superficies huius materiae ultra-mollis denotare et eius commercium mechanicum cum oculo intelligere, ad cognitionem comprehensivam creare basis ad futuras progressus et applicationes sustentandas.Maxime commercium in promptu SiHy lentium contactum componuntur ex polymerorum homogeneo mixtione hydrophilici et hydrophobici, quae structuram materialem uniformem formant.Aliquot studia ad investigandas proprietates mechanicas suas utentes compressiones traditionales, distrahentes et microindentationes methodi examinis 18,19,20,21.Nihilominus, nova ratio biomimeticae lehfilcon A CL eam facit unicam materiam heterogeneam in qua proprietates mechanicae polymerorum ramosorum structurae penicilli significanter differunt ab illis basi SiHy subiecti.Ideo difficillimum est accurate quantitare has proprietates utendi modos conventionales et incisum.Methodus pollicens nanoindentation utitur tentationis methodo in vi atomica microscopii (AFM), methodo adhibita ad determinandas proprietates mechanicas materiarum viscoelasticarum mollis, sicut cellas et tela biologicas ac mollis polymers22,23,24,25. .,26,27,28,29,30.In AFM nanoindentation, fundamentales nanoindentationis probationis cum ultimis progressibus in AFM technologiae coniunguntur ad augendam sensibilem mensuram et probationem amplis materiis supersinis in se 31, 32, 33, 34,35,36.Praeterea technologiae alia magnae utilitates per varias geometrias utentes offert.indentes et perscrutandi facultatem experiendi in variis instrumentis liquidis.
AFM nanoindentation condicione in tres partes principales dividi potest: (1) armorum (sensores, detectores, speculatoria, etc.);(2) parametri mensurae (ut vis, obsessio, celeritas, aggere amplitudo, etc.);(3) Micio (baseline correctio, punctum tactus aestimatio, notitia conveniens, exemplar, etc.).Problema notabile huic methodo est quod plura studia in litteris utens AFM nanoindentation referunt eventus quantitatis valde diversae ad idem specimen / cell/materia type37,38,39,40,41.For example, Lekka et al.Influentia AFM explorationis geometriae in modulo puerorum mensurato exemplorum hydrogeli et heterogeneorum cellularum mechanice homogeneae studuit et comparatus est.Referunt modulum valores valde dependentes a figura cantileverae delectu et apice, cum summa valoris pyramidis informis et minimi valoris 42 pro specillo sphaerico.Similiter Selhuber-Unkel et al.Ostensum est quomodo indenter velocitas, indenter magnitudo et crassitudo exempla polyacrylamidis (PAAM) afficiunt modulum Novorum ab ACM43 nanoindentatione mensuratum.Alius factor complicatus est defectus vexillum valde humile modulum testium materiae et rationum experimentorum liberarum.Inde perdifficile est ut accurate proventus cum fiducia consequantur.Modus autem valde utilis est ad mensuras relativas et aestimationes comparativas inter similia exemplaria specimen, exempli gratia: AFM nanoindentation ad distinguendas cellulas normales a cellulis cancri 44, 45 .
Cum probatione materiae molles cum AFM nanoindentatione, regula generalis pollicis est specillo verno parvo constanti (k) uti, quod modulo exemplarii et apice hemisphaerico/rotundo proxime congruit ut primum specillum in superficiebus samples non transfigatur. primo contactu materiae mollis.Gravis etiam est ut deflexionis signum a specillo generatum satis validum sit ab detectore laser systematis24,34,46,47 detegendi.In casu ultra-mollis cellulis, texturis et nes heterogeneis, alia provocatio est vim tenaces inter specillum et superficiem specimen superare, ut mensuras reproducibiles et certas mensuras 48, 49,50 superet.Usque nuper maxime opus in AFM nanoindentation in studiis morum mechanicorum cellularum biologicarum, textuum, gelorum, hydrogelorum, et biomolecularum utentes relative magnae speculatoriae sphaericis, vulgo ad probos colloidales referuntur (CPs).47, 51, 52, 53, 54, 55. Hi apicibus radios 1 ad 50 µm habent et plerumque fiunt ex vitro borosilicato, polymethyl methacrylato (PSMA), polystyrene (PS), dioxide pii (SiO2) et adamantino. sicut carbo (DLC) .Etsi nanoindentatio CP-AFM saepe prima electio est ad molles characterisationum specimen, suas tamen difficultates et limitationes habet.Usus magnarum apicibus sphaericis micron amplitudo auget summam contactus aream auriculae cum sample et consequitur in notabili detrimento resolutionis localis.Specimina mollia, inhomogenea, ubi proprietates mechanicae elementorum localium significanter a mediocris supra latiore differre possunt, CP incisum quamlibet inhomogeneitatem in proprietatibus localis scalae celare potest.Speculae colloidales typice factae sunt, sphaerulae micron-amicae colloidales applicando ad cantilenas cantilenas sine epoxy adhaesivis utentes.Ipse processus fabricandi multis quaestionibus refertus est et ad repugnantiam in processu calibrationis specillo ducere potest.Praeterea magnitudo et massa particularum colloidalium maxime calibrationis parametri cantileveri directe afficiunt, ut frequentia resonans, rigor fons, et deflexio sensus 56, 57,58.Ita, communiter methodi adhibitae ad probationes conventionales AFM, sicut calibrationis temperaturae, accuratam calibrationem pro CP praebere non possunt, et aliae methodi ad has correctiones faciendas requiruntur 57, 59, 60, 61. Typica CP indentationis experimenta magnas deviationes cantileveras utuntur. investigare proprietates exemplorum mollium, quae aliam quaestionem creat, cum mores non lineares cantilenis in comparatione magnas deflexionum perspiciant 62, 63,64.Indentationis methodi colloidalis moderni explorare solent geometriam cantileveri ad vestigandum adhibitum calibrare, sed influxum particularum colloidalium ignorare, quae addito dubitationem in subtilitate methodi 38,61 creat.Similiter moduli elastici, qui per contactum exemplar convenientes sunt, in geometria indentationis specilli directe pendent, et mispar inter notas tip et superficies specimen ducere possunt ad inaccuracias 27, 65, 66, 67, 68. Quaedam recentia opera Spencer et al.Factores quae ratio habenda est cum polymerum perterget utendo methodum nanoindentationis CP-AFM denotantes illustrantur.Retentionem fluidi viscosi in polymer perterget ut munus celeritatis consequitur in aucto oneratione capitis ac proinde diversae mensurae celeritatis dependentes possessiones 30,69,70,71.
In hoc studio notavimus superficiem moduli materiae ultra-molles valde elasticae lehfilcon A CL utens modulo nanoindentationis modulo AFM.Positis proprietatibus ac novis huius materiae structura, sensitivum ampliatio methodi incisae traditionalis satis perspicue sufficit ad modulum huius materiae mollioris denotandum, necesse est igitur utendi methodo nanondentation AFM cum sensu superiore et sensu inferiore.planities.Postquam defectus et difficultates existendi colloidales AFM explorantes explorare nanoindentation technicas, ostendimus cur minorem, consuetudinem designatam AFM explorare debeamus ad sensus sensus eliminandos, strepitum background, punctum contactus, velocitatem modulum materiae mollium heterogenearum qualium retentio fluidorum. dependentia.et accurata quantitas.Praeterea potuimus accurate mensurare figuram ac dimensiones incisationis incisae, permittentes nos uti cono-sphaerae aptae exemplar ad modulum elasticitatis determinandum sine perpendendis aream contactum extremitatis cum materia.Duae suppositiones implicatae quae in hoc opere quantitatis sunt proprietates materiales plene elasticae et incisum moduli profundi-independens.Hac methodo utentes, primum ultra-mollis signis temptavimus modulo noto ad modum quantitatis, et deinde hac methodo usi sumus ad designandas superficies duarum materiarum diversarum lens contactuum.Haec methodus notandi AFM nanoindentation superficierum cum sensitivo aucta expectatur ad amplis amplis materiis heterogeneis heterogeneis ultrasoft cum usu potentiale in machinis medicinis et applicationibus biomedicis applicari.
Lehfilcon A contactu lentium (Alcon, Fort Worth, Texas, USA) eorumque hydrogeli siliconis subiectae ad experimentorum nanoindentation electi sunt.Mons lens specialiter designatus in experimento adhibebatur.Ut lens ad probandum installaretur, diligenter in tholo informibus statis posita erat, ut caveret ne bullae aereae intus essent, ac deinde marginibus fixae.Foramen in fixtura in summitate lens possessor accessum praebet ad centrum opticum lentis pro experimentis nanoindentationis tenentis liquorem in loco.Hoc lentium plene hydratum servat.500 µl µl e solutione lens contactuum sarcinarum adhibita est solutionis experimentalis.Ad cognoscendum quantitatis proventus, praesto commerciales non-polyacrylamide (PAAM) hydrogeli praeparati sunt ex compositione polyacrylamide-co-methylene-bisacrylamidei (100 mm Petrisoft Petri patellae, Matrigen, Irvine, CA, USA), notae elasticae moduli 1 kPa.Utere 4-5 guttae (circiter 125 µl) phosphatae opponendae salinarum (PBS e Scientiarum Vita Corning, Tewkesbury, MA, USA) et 1 gutta OPTI-FREE Puremoistae solutionis lentis contactum (Alcon, Vaud, TX, USA).) ad AFM hydrogel-probae interface.
Exempla Lehfilcon A CL et SiHy subiecta subjiciebantur utentes FEI Quanta 250 Field emissio Microscopii Electron (FEG SEM) systema instructum cum detectore Microscopio Transmissione Electron (STEM) detegebat.Exemplaria apparanda, lentes primum aqua abluuntur et in cuneis pie informibus incisi sunt.Ut differentialis antithesis inter exempla hydrophilica et hydrophobica, solutio RuO4% stabilita stabilita adhibita sit tinctura, in qua exempla pro 30 min immersa sunt.Lehfilcon A CL RuO4 inficiens magni momenti est non solum ad differentiam differentialem meliorem consequendam, sed etiam adiuvat ad conservandam structuram polymerorum ramosorum in forma originali, quae tunc apparent in imaginibus STEM.Tunc lotae sunt et dehydratae in serie ethanoli/aquae mixturae cum augmento ethanolicae intentionis.Exempla tunc missa sunt cum epoxy Araldite EMBed 812/, quae pernoctare in 70°C curata est.Samples caudices ab resina polymerizatione consecuti cum ultramicrotomo abscissi sunt, et inde sectiones tenues cum caule detectore in vacuo modo subductis subjiciebantur in intentione accelerans 30 kV.Eadem SEM ratio ad accuratiorem notionem spectatae PFQNM-LC-A-CAL AFM adhibita est (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA).SEM imagines AFM specillo in modo typico edito vacuo habiti sunt cum accelerante intentione 30 kV.Imagines comparare in diversis angulis et magnificationes ad recordandum omnia singularia figurae et magnitudinis AFM apice specillo.Omnes apices dimensiones usurarum in imaginibus digitally mensuratae sunt.
Dimensio FastScan Bio Icon vis atomica microscopii (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA) cum "Peakforce QNM in fluido" usus est ad visualizandam et nanoindentatem lehfilcon A CL, SiHy subiecta, et exempla hydrogelii PAAm.Ad experimenta imaginanda, specillum PEAKFORCE-HIRS-FA (Bruker) cum radius 1 um nominalis tip adhibitus est ut imagines altae solutionis exempli caperent in schedula 0.50 Hz.Omnes imagines in solutione aquee desumptae sunt.
AFM experimenta nanoindentationis adhibita PFQNM-LC-A-CA per specillum (Bruker).AfM specillum siliconis apicem habet in nitride cantilever 345 nm crassum, 54 µm longum et 4.5 µm latum cum sonoro frequentia 45 kHz.Praecipue destinatur ad mensuras nanomechanicae quantitatis notificandas et faciendas in exemplis biologicis mollibus.Sensores privatim calibrantur apud officinam cum occasus veris prae-calibratis.Vernae constantes proborum in hoc studio adhibitorum erant in latitudine 0.05-0.1 N/m.Ut figuram et magnitudinem auricularis accurate determinet, specillum SEM singulariter notatum est.Pridie fici.Figura 1a altam resolutionem ostendit, magnificationem micrographiae micrographiae PFQNM-LC-A-CAL intuens, speculam holisticam inspiciendi consilii praebens.Pridie fici.Dilatata 1b sententia cacumen speciminis apice ostendit, edocens de figura et magnitudine extremitatis.In extremo fine acus hemisphaerium est circiter 140 um diametro (Fig. 1c).Infra hanc, apice cerei in figuram conicam attingentes mensuram mensurae circiter 500 um.Extra regionem attenuatam, cuspis cylindricus est et terminatur in summa longitudine 1.18 µm.Haec est maxima pars eget specillo tip.Praeterea magnum sphaericum polystyrenum (PS) specillum (Novascan Technologies, Inc., Boone, Iowa, USA) cum apice diametri 45 µm et fontis constantis 2 N/m adhibitum est etiam ad probandum ut specillum colloidale.apud PFQNM-LC-A-CAL 140 um specillum comparationis.
Renuntiatum est liquorem capi posse inter AFM specillum et polymerum penicillo structuram in nanoindentatione, quae vim sursum in AFM specillo exercebit antequam superficies 69 attingat.Haec extrusio viscosa effectus ex retentione fluido mutare potest punctum apparentem contactus, eoque moduli superficiei mensuras afficiens.Studere effectum explorationis geometriae et incisum celeritatis in retentione fluidorum, incisum vis curvarum pro lehfilcon A CL exempla utens 140 um diametri explorare constanti dispositione rates of 1 µm/s et 2 µm/s.specillum diametrum 45 µm, vis firma 6 nN effecta ad 1 µm/s.Experimenta cum specillo 140 um in diametro per incisum velocitatem 1 µm/s et vim 300 pN peractae sunt, electi ad pressionem contactum in physiologico range (1–8 kPa) palpebrae superioris efficiunt.pressio 72. Exemplaria hydrogeli PAA mollia parata facta cum pressione 1 kPa probatae sunt incisum vim 50 pN ad celeritatem 1 μm/s utendi specillo cum diametro 140 nm.
Cum longitudo partis conicae extremitatis PFQNM-LC-A-CAL specillum circa D um est, ad quamlibet profunditatem b.Cognatio:
ubi F est vis incisa, E est modulus Young, ν est Poisson ratio.Contactus radii a utens aestimari potest:
Schema contactus geometriae rigidi pyramidis cum apice sphaerico presso in materiam contactus lentis Lefilcon cum strato superficiei polymerorum setis ramosis.
Si ≤ b relatio reducitur ad aequationem pro conventionali sphaerico indente;
Credimus commercium explorationis indentis cum structura penicillo ramoso PMPC polymerorum facientem contactum radii a maiorem esse quam radii b sphaericae contactus.Pro omnibus ergo mensuris quantitatis moduli elasticis in hoc studio peractis dependentiam pro casu impetratam a > b.
Materiae ultrasoft biomimeticae in hoc studio quaesitae comprehendendo effigiatae sunt utentes microscopii transmissionis electronicae (STEM) sectionis crucis specimen et vis atomica microscopii superficiei (AFM).Haec characterisation superficies accurata facta est extensio operis nostri antea editi, in quo decrevimus structuram peniculi polymericam dynamice ramosam lehfilcon A CL superficiei similem mechanica proprietates texti cornei nativi exhiberi 14 .Quam ob rem ad contactum superficierum lensum sicut materiae biomimeticae referimus 14 .Pridie fici.3a,b sectiones crucis ramosae PMPC polymerorum penicillo structurae in superficie lehfilcon A CL subiectae et increatae SiHy substratae, respective.Utriusque exemplarium superficies amplius per solutionem AFM imaginum altae resolvuntur, quae adhuc eventus analysis STEM confirmaverunt (fig. 3c, d).Simul sumptae hae imagines approximatae longitudini PMPC polymeris ramosae structurae penicilli ad 300-400 um dant, quae critica est ad mensuras nanoindentation AFM interpretandas.Alia observatio praecipuorum e imaginibus derivata est quod altiore structurae materialis CL biomimeticae morphologice differt ab illa materiae SiHy subiectae.Haec differentia in superficie morphologiae eorum apparere potest in commercio mechanico cum identitate AFM specillo et postea in valoribus moduli mensuratis.
STEM crucis imagines sectione-a (a) lehfilcon A cl et (b) SiHy distent.Scala forensis, D um.AFM imagines superficiei lehfilcon A CL subiectae (c) et basis SiHy subiecta (d) (3 µm × 3 µm).
Polymeri et polymerum penicilli bioinspired structurae intus molles sunt et late pervestigatae sunt et in variis applicationibus biomedicis 74, 75, 76,77 adhibitae sunt.Ergo interest nanondentation AFM uti methodo, quae accurate ac fideliter suas mechanicas proprietates metiri potest.At simul, proprietates singulares harum materiarum ultra-molliarum, ut modulus elasticus valde humilis, contentus liquidus altus et alta elasticitas, saepe difficilem faciunt rectam materiam, figuram et figuram indentationis specilli deligere.magnitudine.Hoc magni momenti est ut indenter mollis exempli superficiem non transfigat, quod errores duceret in determinando punctum contactus cum superficie et area contactus.
Ad hoc, comprehensivus intellectus morphologiae materiae biomimeticae mollis (lehfilcon A CL) est essentialis.Informationes de magnitudine et structura polymeris perterget ramosis utens modum imaginativae consecutus praebet fundamentum characterisationis mechanicae superficiei utendi technicae artis nanoindentation AFM.Loco globoso colloidali micron amplissimo speculandi PFQNM-LC-A-CAL specillum nitridum pii (Bruker) cum apice diametri 140 um, specialiter destinatum pro quantita- tivarum proprietatum mechanicarum exemplorum biologicorum 78, 79, 80 81, 82, 83, 84 Ratio utendi acutis vestigationibus comparatis ad probationes colloidales conventionales explicari potest per lineamenta structurarum materialium.Comparando specillum extremum magnitudinis (~ 140 um) cum polymerum ramosis in superficie CL lehfilcon A, in fig. 3a demonstratum, colligi potest extremum satis amplum esse in directum contactum cum his structurae penicillo, quae forte reducit tenerum penetrabile tempus.Ad hoc illustrandum, in Fig. 4 est STEM imago lehfilconis A CL et cuspis AFM specilli (ad scalam ducta).
Schematica exhibens STEM imaginem lehfilcon A CL et ACM incisum (ad scalam ductum).
Praeterea magnitudo 140 um api- cem satis parva est ad vitandum periculum cuiuslibet viscerum extrusionis effectuum ante relatum pro polymerorum pertergetibus productis a CP-AFM nanoindentation method69,71.Ponamus ob formam specialem cono-sphaericam et relative parvam quantitatem huius apice AFM (Fig. 1), natura vis curvae a lehfilcon A CL nanoindentation generatae non dependet ab incisatione celeritatis vel celeritatis onerationis/exonerandi. .Ergo non patitur ab effectibus poroelasticis.Ad hanc hypothesim probandam, exempla lehfilcon A CL indentata sunt ad fixum maximam vim utentem specillo PFQNM-LC-A-CAl, sed in duabus velocitatibus diversis, et distrahens inde vi curvarum vim machinandi adhibita (nN) Separatio (µm) ostenditur in Figura 5a.Perspicuum est vim curvarum in oneratione et exoneratione omnino connivente, et nulla evidens testimonium est vim tondendam in nulla incisatione profunditatis augeri cum incisatione celeritatis in figura, suggerens singula elementa penicillo sine effectu poroelastica denotari.E contra fluidi retentionis effectus (extrutionis viscosae et effectus poroelasticitatis) perspicuis sunt 45 µm diametri AFM in eadem incisum velocitate probentur, et ab hysteresi inter tractum et curvas retractationes illustrantur, ut in Figura 5b ostensum est.Hi eventus hypothesin sustinent et suggerunt 140 nm diametros speculatorias esse bonam electionem ad tales superficies molles notans.
lehfilcon A CL vis curvarum incisum utens ACM;(a) specillo utens diametro 140 um ad duas rates oneratas, absentiam effectus poroelastici in superficie incisum demonstrans;(b) rimatur cum diametro 45 µm et 140 um.s effectus viscosae extrutionis et poroelasticitatis ad magnas pervestigationes comparatas cum minoribus probis demonstrant.
Ad notificandum ultrasoft superficies, AFM methodi nanondentation optime explorare debent ad proprietates materiae sub studio investigandi.Praeter extremum figuram et magnitudinem, sensibilitas systematis AFM detectoris, sensus ad extremum deflexionis in ambitu experimenti, et rigor cantileverae magni ponderis partes agunt in definiendis subtilitate et constantia nanoindentationis.mensuras.Pro nostra AFM systemate, positio Sensitiva Detector (PSD) modus detectionis est circiter 0.5 mV et innititur in rate prae-calibrato vere et deflexionis fluidi calculi sentiendi de specillo PFQNM-LC-A-CAl, quod correspondet. theoretical onus sentiendi.minus est quam 0,1 pN.Ergo haec methodus permittit mensurationem minimae incisae vi ≤ 0.1 pN sine strepitu periphericis componente.Sed fere impossibile est ut systematis AFM sonitum periphericum ad hunc gradum reducere ob factores sicut vibrationes mechanicas et dynamicas fluidas.Haec factores altiorem sensum methodi nanoindentationis AFM finiunt ac etiam in curriculo sonitus signum proxime ≤ 10 pN consequuntur.Ad rationem superficiei, exempla lehfilcon A CL et SiHy subiectae indentatae sunt sub conditionibus plene hydratis utentes pro 140 nm pro SEM characterisation, et vi curvae inde inter vim (pN) et pressioni superimpositae erant.Separatio argumenti ostenditur in Figura 6a.SiHy basi subiecto comparatus, vis curvae lehfilcon A CL clare ostendit phase transeuntem principium a contactu cum penicillo polymerorum bifurco et desinentem cum acuto mutatione in obliquo notati contactum extremitatis cum materia subiecta.Haec transeuntis vis curvae pars effert mores vere elasticos polymerorum ramosorum in superficie penicillo, ut patet per compressionem curvam proxime sequentem tensionem curvam et antithesin in proprietatibus mechanicis inter structuram penicillum et materiam SiHy ponderosam.cum lefilcon comparet.Separatio mediocris longitudinis peniculi ramosi polymerorum in CAULIS imago PCS (Fig. 3a) eiusque vis curvae secundum abscissa in Fig. 3a.6a methodum detegere posse apicem et polymer ramosum ad summum superficiei attingens.Contactus inter structuras setis.Praeterea vis curvarum aliud in proxima retentione liquidum effectum indicat.In hoc casu omnino nulla est adhaesio inter acum et exempli superficiem.Partes superiores de viribus curvarum ad duo exempla insidunt, similitudinem proprietatum mechanicarum materiae subiectae reflectentes.
(a) AFM nanoindentation vis curvarum pro lehfilcon A CL subiectae et SiHy subiectae, (b) vis curvae punctum aestimationis contactus ostendens utens curriculo sonitus limen methodi.
Ut subtiliora curvae vis considerentur, tensio curva lehfilcon A CL specimen re- paratur in Fig. 6b cum maxima vi 50 pN secundum y-axem.Hoc graphum magnas informationes praebet de strepitu in background originali.Tumultus est in teli ±10 pN, qui ad punctum contactum accurate determinare atque incisum profundum computare solet.Sicut in litteris relatum est, identificatio punctorum contactuum critica est ad proprietates materiales accurate aestimandas sicut modulus85.Accessus ad processus latae sententiae vi curvae datae applicans meliorem aptam ostendit inter notitias mensuras aptas et quantitativas pro mollibus materiis.In hoc opere, nostra electio punctorum contactus est relative simplex et obiectiva, sed limitationes habet.Nostrae accessus conservativus ad punctum contactus determinandum inveniatur in valores moduli leviter aestimati pro profundis incisis minoribus (< 100 um).Usus algorithm-substructio tactus deprehensio et processui notitiarum automated continuatio huius operis in futurum esse potuit ad methodum nostram ulteriorem emendandam.Itaque, strepitu curriculo intrinseco in ordine ±10 pN, punctum contactum definimus ut punctum primum in axe x-in Figura 6b cum valore ≥10 pN.Deinde, iuxta limen strepitus 10 pN, linea verticalis in plano ~0.27 µm punctum contactus cum superficie notat, post quam extendens curva pergit usque dum subiecta incisum profunditati ~270 um occurrat.Interestingly, secundum magnitudinem polymerorum peniculorum ramosorum (300-400 um) metiri methodo imaginativae utentis, incisum profundum CL lehfilcon Specimen observatum adhibito curriculo sonitus liminis circa 270 um, quod proxime ad mensurae magnitudo cum STEM.Hi eventus amplius confirmant convenientiam et applicabilitatem figurae et magnitudinis AFM apice probe explorationis huius structurae polymerum ramosae valde mollis et altus elasticae.Haec notitia etiam valida documenta praebet ad fulciendam methodum utendi strepitus background ut limen ad puncta contactuum designandi.Quapropter quaevis quantitatis proventus ex mathematicis exemplaribus et vi curvae congruentibus consecutis secundum quid accurate debet esse.
Mensurae quantitatis per AFM methodi nanondentationis omnino dependent ab exemplaribus mathematicis adhibitis pro notitia lectionis et analysi subsequentis.Ideo interest considerare omnes factores ad electionem indenter, materiales proprietates et mechanicas conversationis suae antequam quoddam exemplar eligendum.In hoc casu, extremum geometriae SEM micrographis utens diligenter notatum est (Fig. 1), et in exitu nititur, 140 nm diametri AFM nanondenting specillum cum dura pyramide et apice geometrica sphaerica est bona electio ad exempla notanda lehfilcon A CL79 .Aliud momentum momentum quod diligenter perpendendum est elasticitas materiae probatae est polymerorum.Quamvis initiales notitiae nanoindentationis (Figs. 5a et 6a) clare delineatas lineas imbricatis tensionis et compressionis curvarum, id est, integram elasticam materiae recuperationem, magni momenti est ad confirmandam naturam meram elasticam contactus. .Ad hunc finem, duae successivae fuluum eodem loco fiebant in superficie lehfilcon A CL specimen ad incisum 1 µm/s sub plena hydrationis conditionibus.Data vis curvae consequens in fig ostenditur.7 et, ut expectatur, expansio et compressio curvarum duorum clauorum fere identificantur, illustrantes altam elasticitatem structurae penicilli polymi ramosi.
Indentationes duae vis curvarum in eodem loco in superficie lehfilcon A CL designant specimen superficiei lentis elasticitatem.
Fundatur in informationibus e SEM et STEM imaginibus speciminis extremitatis et lehfilcon A CL superficie obtentis, exemplar coni-sphaerae rationabile est mathematicus repraesentatio commercii inter AFM apicum specillum et materiam polymerorum mollem probatam.Praeterea, ad hoc exemplar cono-sphaerae, suppositiones fundamentales circa proprietates materiae impressae elasticae veras habent pro hac nova materia biomimetica et adhibentur ad modulum elasticum quantitare.
Post comprehensivam aestimationem methodi nanoindentationis AFM ac partium eius, inter incisum probe proprietatum (figurae, magnitudinis, rigoris vernae), sensus (sonitus et contactus punctum aestimationis background), et data exempla convenientia (moduli mensurae quantitatis), modus erat usus est.notant commercium praesto ultra-mollia exempla ad inveniendum quantitatis proventus.Polyacrylamide commerciale (PAAM) hydrogel cum modulo elastico 1 kPa probatus est sub conditionibus hydratis utens 140 nm specillo.Singula moduli tentationis et calculi in Informationis supplementariis praebentur.Eventus ostendit modulum mediocris mensuratum esse 0,92 kPa, et %RSD et centesima (%) deviationis a modulo noto minus quam 10% fuisse.Hi eventus confirmant accurationem et reproducibilitatem methodi nanoindentationis AFM in hoc opere adhibitae ad modulos materiae ultrasoft metiendas.Superficies lehfilconis A CL speciminum et basi SiHy subiectae amplius notatae erant eisdem AFM methodo nanoindentation utentes apparentes contactus moduli superficiei ultrasoft tamquam functionem incisae profunditatis.Indentationis vis curvae separationis generatae sunt ad tria cujusvis generis specimina (n = 3; una incisum per specimen) ad vim 300 pN, celeritatem 1 µm/s, et plenam hydrationem.Incisum vis curvae participiis approximata est utendo exemplo pyramidi-sphaerae.Ad modulum dependens ab profunditate incisum obtinendum, 40 nm latitudinis virium portio curvae posita est in unoquoque incremento 20 nm a puncto contactus incipiens, et valores moduli mensurae in quolibet passu virium curvae.Spin Cy et al.Similis accessus ad modulum gradientis poly(lauryl methacrylati) (P12MA) polymerorum perterget utentes colloidales AFM explorandi nanoindentationem adhibita sunt, et constant cum notitia adhibita exemplar contactus Hertz.Hic aditus praebet insidias apparentis contactus moduli (kPa) versus incisum profundum (um), ut in Figura 8, quae apparentem contactum modulum/profundum clivum illustrat.Moduli elastici calculi CL lehfilcon A specimen est in latitudine 2—3 kPa intra 100 um superius specimen, ultra quod cum profunditate crescere incipit.Ex altera vero parte, cum probans basin SiHy substrata sine pelliculis cinematographicis in superficie, maxima profunditas incisum ad vim 300 pN consecuta est minor quam 50 um, et modulus valor ex data circiter 400 kPa consecutus est. qui comparandus est cum valoribus materiis molendinis moduli Iuventutis.
Notus apparentis moduli (kPa) vs. incisum profundum (um) pro lehfilcon A CL et SiHy substratum utens methodum nanoindentationis AFM cum geometrica conico ad modulum metiendam.
Superior superficies novae biomimeticae polymerum ramosae polymerorum penicillo structurae modulum elasticitatis valde humilem exhibet (2-3 kPa).Hoc liberum finem pendentis aequabit polymerum bifurcum ut in STEM imagine monstratum.Cum exstant aliqua indicia moduli gradientis ad marginem exteriorem CL, principale modulum altum substratum plus valet.Attamen summum 100 nm superficiei intra 20% totius longitudinis penicilli polymi ramosi, ideo rationabiliter est assumere valores mensurati moduli in hac incisatione profunditatis extensionis respective accurate et non fortiter. dependet ab effectu fundi objecti.
Ob singularem rationem biomimeticam lehfilcon A contactus lentium, constans ex penicillo ramoso PMPC polymerorum structurae superficiei SiHy subiectarum insertae, difficillimum est proprietates mechanicas superficiei structurarum utentes methodis traditionalibus mensurae notare.Hic exhibemus methodum nanoindentationis provectam AFM ad accurate notans materias ultra-molles sicut lefilcon A aqua contenta alta et altissima elasticitate.Haec methodus innititur usu speciminis AFM cuius summa magnitudo et geometria sedulo eliguntur ut dimensiones structurae ultra-mollis superficiei notae imprimantur.Haec coniunctio dimensionum inter specillum et structuram sensibilem augendam praebet, sinit nos metiri modulum humilem et inhaerentem proprietates elasticarum elementorum polymerum ramosorum, cuiuscumque effectus poroelastici.Eventus ostendit unicum AMPC polymerum ramosum indolem superficiei lentis setas habuisse modulum elasticum valde humilem (usque ad 2 kPa) et altissimum elasticitatem (fere 100%) cum probatum in aqueo ambitu.Eventus nanoindentationis AFM etiam nobis permisit notificare apparentem contactum moduli/altitudinis gradientis (30 kPa/200 um) superficiei lentis biomimeticae.Hoc clivum potest esse pro modulo differentiae inter polymerum ramosum et SiHy subiectum, vel structuram ramosam / densitatem polymi setis, vel complexionem ejus.Attamen altioribus studiis opus est ut relationem inter structuram et proprietates plene cognoscamus, praesertim effectum penicilli ramosum in proprietatibus mechanicis.Similia mensurae adiuvare possunt proprietates mechanicas superficiei aliarum materiarum ultra-molliarum et machinis medicinae denotare.
Datasets generatae et/vel in studio hodiernae enucleatae praesto sunt ab auctoribus respectivis rationabili requisitione.
Rahmati, M., Silva, EA, Reseland, JE, Hayward, K. et Haugen, HJ reactiones biologicas ad proprietates physicas et chemicae superficierum biomateriarum.Chemical.societatem.Ed.49, 5178–5224 (2020).
Chen, FM et Liu, X. Emendatio biomateriarum humanarum pro texti machinalis.programmatio.polymerum.de scientia.53, 86 (2016).
Sadtler, K. et al.Consilium, exsecutio clinica, et responsio immune biomateriarum in medicina regenerativa.Nationalis Matt Rev. 1, 16040 (2016).
Oliver WK et Farr GM Methodus emendata ad duritiem et modulum elasticam determinandi experimentorum incisum cum onere et mensuris obsessionis.J. Aima mater.repono lacus.7, 1564-1583 (2011).
Wally, S. M. Origines historicae incisae duritiem tentantis.alma mater.de scientia.vitae.28, 1028-1044 (2012).
Broitman, E. Indentation Hardness Mensurae apud Macro-, Micro-, et Nanoscale: Recensio Critica.tribum.Wright.65, 1-18 (2017).
Kaufman, JD et Clapperich, SM Errores superficies detectionis ad modulum overestimationem in nanondentatione materiae mollium ducunt.J. Mecha.Morum.Scientiae biomedicae.alma mater.2, 312-317 (2009).
Karimzade A., Koloor SSR, Ayatollakhi MR, Bushroa AR et Yahya M.Yu.Aestimatio methodi nanoindentationis ad determinandas notas mechanicas de nanocompositis heterogeneis utentibus methodis experimentalibus et computationali.de scientia.Domus IX, 15763 (2019).
Liu, K., VanLendingham, MR, Owart, TS characterisatio mechanica mollis viscoelasticorum rum per incisum et optimization-substructio analysis inversa elementum finitum.J. Mecha.Morum.Scientiae biomedicae.alma mater.2, 355–363 (2009).
Andrews JW, Bowen J et Chaneler D. Optimizationem viscoelasticitatis determinationis utendi systemata congruentia mensurandi.Mollis materia 9, 5581–5593 (2013).
Briscoe, BJ, Fiori, L. Pellillo, E. Nanoindentation superficierum polymericarum.J. Physicorum.D. Physicis applicare.31, 2395 (1998).
Miyailovich AS, Tsin B., Fortunato D. et Van Vliet KJ Characterizationis viscoelasticae proprietatum mechanicarum valde elasticarum polymerorum et fibrarum biologicarum utentium incisum incisum.Acta Biomaterials.71, 388-397 (2018).
Perepelkin NV, Kovalev AE, Gorb SN, Borodich FM Aestimatio moduli elasticae et adhaesionis opus materiarum mollium utens methodo extensa Borodich-Galanov (BG) et incisum altum.pilum.alma mater.129, 198-213 (2019).
Shi, X. et al.Morphologia nanoscale et proprietatum mechanicarum polymericarum biomimeticorum superficierum siliconis hydrogelii contactuum lentium.Langmuir 37, 13961-13967 (2021).