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Fa'aali atu se carousel e tolu fa'asolo i le taimi e tasi.Fa'aoga fa'amau muamua ma le soso'o e fa'agasolo ai fa'ase'e se tolu i le taimi, pe fa'aoga fa'aa'a fa'asolo i le pito e fa'asolo ai fa'ase'e se tolu i le taimi.
Faʻatasi ai ma le atinaʻeina o mea fou e sili ona vaivai mo masini faʻafomaʻi ma faʻaoga faʻapitoa, o le faʻamalamalamaina atoatoa o latou mea faʻaletino ma masini e taua uma ma luʻitau.Na fa'aogaina le fa'aogaina o le fa'aogaina o masini fa'aatomika (AFM) e fa'aalia ai le fa'aogaina o le fa'aogaina o le lehfilcon fou.O lenei metotia e mafai ai ona faʻamaonia saʻo o nofoaga faʻafesoʻotaʻi e aunoa ma ni aʻafiaga o le faʻafefe viscous pe a oʻo atu i polymers lala.E le gata i lea, e mafai ai ona fuafua uiga faʻainisinia o elemene pulumu taʻitasi e aunoa ma le aʻafiaga o le poroelasticity.E maua lenei mea e ala i le filifilia o se su'esu'ega AFM fa'atasi ai ma se mamanu (lautele pito, geometry ma fua o le tautotogo) e fetaui lelei mo le fuaina o meatotino o mea vaivai ma fa'ata'ita'iga fa'aola.O lenei metotia e faʻaleleia ai le faʻaogaina ma le saʻo mo le fua saʻo o le mea vaivai lehfilcon A, lea e matua maualalo le faʻaogaina o le elasticity i luga o le eleele (e oʻo atu i le 2 kPa) ma se maualuga maualuga elasticity i totonu (toetoe lava 100%) siosiomaga vai .O faʻaiʻuga o suʻesuʻega i luga e le gata na faʻaalia ai uiga sili ona vaivai o le lehfilcon A lens, ae na faʻaalia ai foi o le modulus o pulumu polymer lala e faʻatusatusa i le mea o le silicon-hydrogen substrate.E mafai ona fa'aoga lenei metotia fa'avasega i luga i isi mea e sili ona vaivai ma masini fa'afoma'i.
O mea faʻainisinia o mea e faʻatulagaina mo le faʻafesoʻotaʻi tuusaʻo ma mea ola e masani ona fuafuaina e le siʻosiʻomaga olaola.O le fetaui lelei o nei meafaitino e fesoasoani e ausia ai uiga faʻapitoa manaʻomia o le mea e aunoa ma le faʻaleagaina o tali telefoni feaveaʻi1,2,3.Mo le tele o mea tutusa, o le faʻavasegaina o mea faʻainisinia e faigofie tele ona o le maua o faʻataʻitaʻiga masani ma metotia suʻega (faʻataʻitaʻiga, microindentation4,5,6).Ae peitai, mo mea e sili ona vaivai e pei o gels, hydrogels, biopolymers, sela ola, ma isi, o nei metotia suʻega e masani ona le faʻaogaina ona o le faʻatapulaʻaina o fua ma le le tutusa o nisi mea7.I le gasologa o tausaga, o auala faʻaleaganuʻu masani ua faʻaleleia ma faʻafetaui e faʻaalia ai le tele o mea vaivai, ae o le tele o metotia o loʻo mafatia pea i ni faaletonu ogaoga e faʻatapulaʻa ai lo latou faʻaogaina8,9,10,11,12,13.O le leai o ni metotia faʻapitoa faʻataʻitaʻiga e mafai ona faʻamaonia saʻo ma faʻalagolago i mea faʻainisinia o mea supersoft ma luga o luga e matua faʻatapulaʻaina ai lo latou faʻaogaina i talosaga eseese.
I la matou galuega talu ai, na matou faʻaalia ai le lehfilcon A (CL) faʻafesoʻotaʻi tioata, o se mea vaivai malūlū faʻatasi ma mea uma e sili ona vaivai i luga o le eleele e maua mai i mamanu biomimetic e mafua mai i luga o le mata o le mata.O lenei biomaterial na atiaʻe e ala i le suluina o se lala, faʻafesoʻotaʻi faʻasolosolo polymer layer o poly(2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine (MPC)) (PMPC) i luga o se silicone hydrogel (SiHy) 15 fuafuaina mo masini faafomai e faavae i luga.O lenei faiga fa'apipi'i e fa'atupuina ai se apa i luga o le pito i luga o lo'o i ai se fausaga pulumu polymeric sili ona vaivai ma sili ona mausi.O la matou galuega talu ai ua faʻamaonia ai o le biomimetic structure o lehfilcon A CL e maua ai mea e sili atu ona maualuga e pei o le faʻaleleia o le susu ma le puipuia o le faʻafefe, faʻateleina le lubricity, ma le faʻaitiitia o le cell ma le siama siama15,16.E le gata i lea, o le faʻaaogaina ma le atinaʻeina o lenei mea biomimetic e faʻaalia ai foi le faʻalauteleina o isi masini faʻapitoa.O le mea lea, e taua tele le faʻavasegaina o mea o loʻo i luga o lenei mea e sili ona vaivai ma malamalama i ana fegalegaleaiga faʻainisinia ma mata ina ia mafai ai ona fausia se faʻavae malamalama atoatoa e lagolago ai atinaʻe ma faʻaoga i le lumanaʻi.O le tele o tioata fa'afeso'ota'i SiHy o lo'o maua fa'apisinisi o lo'o tu'ufa'atasia fa'afefiloi tutusa o polymers hydrophilic ma hydrophobic lea e fausia ai se fausaga meafaitino tutusa17.E tele suʻesuʻega na faʻatautaia e suʻesuʻe ai a latou mea faʻainisinia e faʻaaoga ai metotia faʻamalosi masani, tensile ma microindentation suʻega18,19,20,21.Ae ui i lea, o le tala fou o le biomimetic design o lehfilcon A CL ua avea ai ma mea fa'apitoa e ese'ese ese'ese ai mea fa'ainisinia o fausaga pulumu polymer lala e matua'i ese mai i latou o le SiHy base substrate.O le mea lea, e matua faigata lava ona faʻamaonia saʻo nei meatotino e faʻaaoga ai auala masani ma faʻaogaina.O se auala faʻamaonia e faʻaaogaina ai le faʻataʻitaʻiga o le nanoindentation metotia faʻatinoina i le atomic force microscopy (AFM), o se metotia na faʻaaogaina e fuafua ai mea faʻainisinia o mea viscoelastic vaivai e pei o sela ola ma masini, faʻapea foʻi ma polymers malu22,23,24,25. .,26,27,28,29,30.I totonu o le AFM nanoindentation, o faʻavae o suʻega nanoindentation e tuʻufaʻatasia ma le alualu i luma lata mai i tekinolosi AFM e tuʻuina atu ai le faʻalauteleina o le maaleale o fua ma le suʻega o le tele o mea faʻapitoa supersoft31,32,33,34,35,36.E le gata i lea, o le tekonolosi e ofoina atu isi mea taua e ala i le faʻaogaina o geometries eseese.indenter ma su'esu'e ma le avanoa e fa'ata'ita'i ai i ala fa'asalalau vai eseese.
O le AFM nanoindentation e mafai ona vaevaeina faʻapitoa i ni vaega autu se tolu: (1) meafaigaluega (sensors, detectors, probes, etc.);(2) fua fa'atatau (e pei o le malosi, fa'aliliuina, saoasaoa, lapo'a tetele, ma isi);(3) Fa'asologaina o fa'amaumauga (fa'asa'oga fa'avae, fa'atatauga o mea e pa'i, fa'apipi'i fa'amaumauga, fa'ata'ita'iga, ma isi).O se faʻafitauli taua i lenei metotia o le tele o suʻesuʻega i tusitusiga e faʻaaoga ai le AFM nanoindentation lipoti e matuaʻi eseese fua faʻatatau mo le faʻataʻitaʻiga tutusa / cell / material type37,38,39,40,41.Mo se faʻataʻitaʻiga, Lekka et al.O le aafiaga ole AFM su'esu'e geometry i le fuaina a Young's modulus o fa'ata'ita'iga o masini homogeneous hydrogel ma sela eseese sa su'esu'eina ma fa'atusatusa.Latou te lipotia mai o tau o le modulus e faʻalagolago tele i le filifilia o le cantilever ma le foliga o le pito, ma le maualuga maualuga mo se suʻega faʻatusa ma le tau maualalo o le 42 mo se suʻega spherical.E faapena foi, Selhuber-Unkel et al.Ua fa'aalia pe fa'afefea ona a'afia le fa'ata'ita'iga a le Young's modulus e fuaina e le ACM43 nanoindentation i le saoasaoa o le indenter, le tele o le indenter ma le mafiafia o polyacrylamide (PAAM).O le isi mea lavelave o le leai o ni mea fa'ata'ita'i fa'ata'ita'i e matua maualalo le modulus ma faiga fa'ata'ita'iga fua.O lea e matua faigata ai ona maua fa'ai'uga sa'o ma le mautinoa.Ae ui i lea, o le auala e aoga tele mo fua faʻatatau ma iloiloga faʻatusatusa i le va o ituaiga faʻataʻitaʻiga tutusa, mo se faʻataʻitaʻiga faʻaaogaina AFM nanoindentation e iloagofie ai sela masani mai sela o le kanesa 44, 45.
Pe a su'eina mea vaivai ma le AFM nanoindentation, o le tulafono lautele o le lima matua o le fa'aogaina lea o se su'esu'ega e maualalo le tautotogo tumau (k) e fetaui lelei ma le fa'ata'ita'iga modulus ma se pito hemispherical / lapotopoto ina ia le tuia e le su'esu'e muamua le fa'ata'ita'iga luga. fa'afeso'ota'i muamua ma mea vaivai.E taua foi le malosi o le faʻailoga faʻafefe e faia e le suʻega e mafai ona iloa e le laser detector system24,34,46,47.I le tulaga o ultra-soft heterogeneous cell, tissues and gels, o le isi luʻitau o le faʻatoʻilaloina o le malosi faʻapipiʻi i le va o le suʻega ma le faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga e faʻamautinoa ai fua faʻatatau ma faʻalagolago48,49,50.Seia oʻo mai talu ai nei, o le tele o galuega i luga o le nanoindentation AFM ua taulaʻi i le suʻesuʻeina o amioga faʻainisinia o sela ola, tissues, gels, hydrogels, ma biomolecules e faʻaaogaina ai suʻesuʻega spherical lapopoa, e masani ona taʻua o colloidal probes (CPs)., 47, 51, 52, 53, 54, 55. O nei fautuaga e iai le radius o le 1 i le 50 µm ma e masani ona faia mai tioata borosilicate, polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), silicon dioxide (SiO2) ma taimane- pei kaponi (DLC) .E ui o le CP-AFM nanoindentation e masani lava o le filifiliga muamua mo faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga vaivai, e iai ona lava faʻafitauli ma tapulaʻa.O le fa'aogaina o fa'ata'ita'iga spherical lapopoa, micron-sized e fa'atuputeleina ai le aofa'iga o feso'ota'iga o le pito ma le fa'ata'ita'iga ma i'u ai i le tele o le leiloa o le fa'afanua fa'apitonu'u.Mo fa'ata'ita'iga vaivai, e le tutusa, lea e mafai ona matua'i ese'ese ai mea fa'ainisinia o elemene fa'apitonu'u mai le averesi i luga o se vaega lautele, e mafai e le fa'ailoga CP ona natia so'o se mea e le tutusa i meatotino i luga o le fua fa'apitonu'u52.E masani lava ona faia su'esu'ega Colloidal e ala i le fa'apipi'iina o ni polo colloidal lapopo'a micron i fa'alava e leai ni pito e fa'aaoga ai mea fa'apipi'i epoxy.O le gaosiga o le gaosiga lava ia e tumu i le tele o faʻafitauli ma e mafai ona oʻo atu ai i le le tutusa i le faagasologa o le faʻavasegaina o suʻega.E le gata i lea, o le tele ma le tele o vaega colloidal e aafia tonu ai le faʻavasegaina autu o le cantilever, e pei o le resonant frequency, spring stiffness, ma le deflection sensitivity56,57,58.O le mea lea, o auala masani e faʻaaogaina mo suʻega AFM masani, e pei o le faʻavasegaina o le vevela, atonu e le maua ai se faʻavasega saʻo mo le CP, ma o isi metotia e ono manaʻomia e faʻatino ai nei faʻasaʻoga57, 59, 60, 61. Faʻataʻitaʻiga masani CP indentation e faʻaogaina ai le tele o le faʻaogaina o le faʻaogaina. su'esu'e mea totino o fa'ata'ita'iga vaivai, lea e tupu ai se isi fa'afitauli pe a fa'avasega le amio e le fa'alaina o le cantilever i fa'aletonu tele62,63,64.O auala fa'aonaponei o su'esu'ega fa'aonaponei e masani lava ona amana'ia le geometry o le cantilever o lo'o fa'aaogaina e fa'avasega ai le su'esu'ega, ae le amana'ia le fa'aa'afiaga a vaega koloidal, lea e fa'aopoopoina ai le le mautonu i le sa'o o le metotia38,61.E fa'apena fo'i, e fa'atatau i le fa'aogaina o fa'ata'ita'iga fa'afeso'ota'i e fa'atatau tonu i le geometry o le su'esu'ega indentation, ma o le le fetaui i le va o le pito ma le fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga e mafai ona o'o atu ai i le le sa'o27, 65, 66, 67, 68. O nisi o galuega lata mai a Spencer et al.O mea taua e tatau ona amanaia pe a faʻamaonia pulumu polymer vaivai e faʻaaoga ai le CP-AFM nanoindentation metotia o loʻo faʻamaonia.Na latou lipotia o le taofiofia o se vai viscous i pulumu polymer e avea o se galuega o le saoasaoa e mafua ai le faateleina o le utaina o ulu ma o lea e eseese ai fua o meatotino faʻalagolago i le saoasaoa30,69,70,71.
I lenei suʻesuʻega, ua matou faʻaalia le faʻaogaina o le faʻaogaina o le ultra-soft highly elastic material lehfilcon A CL e faʻaaoga ai se auala faʻaleleia AFM nanoindentation.Tuuina atu o meatotino ma le fausaga fou o lenei mea, o le faʻaogaina o le faʻaogaina o le auala faʻaleaganuʻu masani e manino lava e le lava e faʻamaonia ai le faʻaogaina o lenei mea sili ona vaivai, o lea e tatau ai ona faʻaogaina se metotia nanoindentation AFM ma le maualuga o le lagona ma le maualalo.tulaga.A maeʻa ona iloiloina faʻaletonu ma faʻafitauli o loʻo i ai nei colloidal AFM suʻesuʻe nanoindentation techniques, matou te faʻaalia pe aisea na matou filifilia ai se suʻega AFM laʻititi laʻititi, faʻapitoa-faʻatulagaina e faʻaumatia ai le maaleale, pisapisao i tua, faʻaogaina le mea e faʻafesoʻotaʻi ai, fuaina le saoasaoa o le saoasaoa o mea vaivai eseese e pei o le taofiofia o le suavai. fa'alagolago.ma le fa'atatauina sa'o.E le gata i lea, na mafai ona matou fuaina saʻo foliga ma le tele o le pito faʻapipiʻi, faʻatagaina i matou e faʻaogaina le faʻataʻitaʻiga o le cone-sphere e fuafua ai le modulus o le elasticity e aunoa ma le iloiloina o le vaega faʻafesoʻotaʻi o le pito ma mea.O manatu e lua o lo'o fa'atatauina i lenei galuega o mea fa'amea fa'amama atoatoa ma le fa'aogaina o le loloto-tuto'atasi modulus.I le fa'aogaina o lenei metotia, na matou fa'ata'ita'iina muamua tulaga fa'amalulu ma se fa'aogaina fa'apitoa e fa'atatau ai le metotia, ona fa'aogaina lea o lenei metotia e fa'ailoa ai luga o mea fa'afeso'ota'i se lua.O lenei metotia o le faʻamalamalamaina o luga o le nanoindentation AFM ma le faʻalauteleina o le lagona e faʻamoemoe e faʻaoga i le tele o mea faʻaoga ultrasoft biomimetic heterogeneous e mafai ona faʻaogaina i masini faʻafomaʻi ma faʻaoga faʻapitoa.
Lehfilcon A tioata faʻafesoʻotaʻi (Alcon, Fort Worth, Texas, ISA) ma latou silicone hydrogel substrates na filifilia mo suʻega nanoindentation.Sa fa'aogaina se fa'aputuga tioata fa'apitoa i le fa'ata'ita'iga.Ina ia faʻapipiʻi le tioata mo le suʻega, sa tuʻuina ma le faʻaeteete i luga o le tulaga faʻapipiʻi, ia mautinoa e leai se ea e sau i totonu, ona faʻapipiʻi lea i pito.O se pu i le mea faʻapipiʻi i le pito i luga o le faʻamau tioata e maua ai le avanoa i le ogatotonu faʻapitoa o le tioata mo faʻataʻitaʻiga nanoindentation aʻo taofi le vai i totonu.Ole mea lea e fa'amama atoatoa ai tioata.500 μl o fofo faʻapipiʻi tioata faʻafesoʻotaʻi na faʻaaogaina e fai ma vaifofo suʻega.Ina ia faʻamaonia le tele o faʻaiʻuga, o loʻo maua faʻatau faʻatauga polyacrylamide (PAAM) hydrogels na saunia mai se polyacrylamide-co-methylene-bisacrylamide composition (100 mm Petrisoft Petri dishes, Matrigen, Irvine, CA, USA), o se faʻaogaina elastic modulus o le 1. kPa.Fa'aaoga le 4-5 mataua (pe tusa ma le 125 µl) o le phosphate buffered saline (PBS mai Corning Life Sciences, Tewkesbury, MA, ISA) ma le 1 mataua ole OPTI-FREE Puremoist fa'afeso'ota'i vaifofo tioata (Alcon, Vaud, TX, ISA).) i le AFM hydrogel-su'esu'e fa'aoga.
O faʻataʻitaʻiga o le Lehfilcon A CL ma SiHy substrates na faʻaalia i le faʻaogaina o le FEI Quanta 250 Field Emission Scanning Electron Microscope (FEG SEM) faʻapipiʻiina ma se faʻataʻitaʻiga o le Scanning Transmission Electron Microscope (STEM).Ina ia saunia faʻataʻitaʻiga, e fufulu muamua tioata i le vai ma tipi i ni tina e pei o pai.Ina ia ausia se eseesega eseese i le va o vaega o le hydrophilic ma le hydrophobic o faʻataʻitaʻiga, o le 0.10% faʻamautu fofo o le RuO4 na faʻaaogaina e fai ma vali, lea na faʻaofuina ai faʻataʻitaʻiga mo le 30 min.O le lehfilcon A CL RuO4 staining e taua tele e le gata ina ausia le faʻaleleia o le eseesega o le eseesega, ae e fesoasoani foi i le faʻasaoina o le fausaga o pulumu polymer lala i totonu o latou foliga muamua, lea e faʻaalia i ata STEM.Ona fufulu ai lea ma fa'amama i se faasologa o fa'afefiloi ethanol/vai fa'atasi ai ma le fa'atuputeleina o le ethanol.Ona lafo lea o faʻataʻitaʻiga i le EMBed 812/Araldite epoxy, lea na faʻamalolo i le po i le 70 ° C.O poloka faʻataʻitaʻi na maua mai i le resin polymerization na tipiina i se ultramicrotome, ma o vaega manifinifi na maua na faʻaalia i se STEM detector i lalo ole vacuum mode i se faʻavavevave voltage o le 30 kV.O le SEM lava faiga na faʻaaogaina mo faʻamatalaga auiliili o le PFQNM-LC-A-CAL AFM suʻega (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, ISA).O ata SEM o le su'esu'ega AFM na maua i se tulaga maualuga maualuga vacuum fa'atasi ai ma se fa'avavevave voltage o le 30 kV.Maua ata i itu eseese ma faʻalautele e faʻamaumau faʻamatalaga uma o foliga ma le lapopoa o le pito suʻesuʻe AFM.O fua pito uma o le fiafia i ata na fuaina fa'atekinolosi.
O le Dimension FastScan Bio Icon atomic force microscope (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, ISA) faʻatasi ai ma le "PeakForce QNM in Fluid" mode na faʻaaogaina e vaʻaia ma nanoindentate lehfilcon A CL, SiHy substrate, ma PAAm hydrogel samples.Mo faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga, o se PEAKFORCE-HIRS-FA suʻesuʻega (Bruker) faʻatasi ai ma se faʻailoga pito i luga ole 1 nm na faʻaaogaina e puʻeina ai ata maualuga o le faʻataʻitaʻiga i se fua faʻatatau ole 0.50 Hz.O ata uma na pu'eina ile vai vai.
AFM nanoindentation faʻataʻitaʻiga na faʻatinoina e faʻaaoga ai se suʻega PFQNM-LC-A-CAL (Bruker).Ole su'esu'ega AFM o lo'o i ai se pito silikoni i luga o le nitride cantilever 345 nm mafiafia, 54 µm umi ma 4.5 µm lautele ma le resonant frequency o le 45 kHz.O lo'o fa'atulagaina fa'apitoa e fa'avasega ma fa'atino fua fa'atatau nanomechanical i luga o fa'ata'ita'iga fa'aola vaivai.O masini e faʻavasegaina taʻitoʻatasi i le falegaosimea faʻatasi ai ma le faʻatulagaina o le tautotogo muamua.O faʻamautu o le tautotogo o suʻesuʻega na faʻaaogaina i lenei suʻesuʻega o loʻo i le va o le 0.05-0.1 N / m.Ina ia faʻamaonia saʻo le foliga ma le tele o le pito, o le suʻesuʻega na faʻamatalaina auiliili e faʻaaoga ai le SEM.I luga o le fig.O le ata 1a o loʻo faʻaalia ai se maualuga maualuga, maualalo le faʻalauteleina o le faʻaogaina o le micrograph electron o le suʻega PFQNM-LC-A-CAL, e maua ai se vaaiga atoa o le mamanu suʻesuʻe.I luga o le fig.1b o loʻo faʻaalia ai se vaʻaiga lautele o le pito i luga ole pito suʻesuʻe, tuʻuina atu faʻamatalaga e uiga i foliga ma le tele o le pito.I le pito sili, o le nila o se hemisphere e tusa ma le 140 nm le lautele (Fig. 1c).I lalo ifo o lenei mea, o le pito e faʻapipiʻi i se foliga conical, e oʻo atu i se fuaina umi e tusa ma le 500 nm.I fafo atu o le vaega fa'alili, o le pito e fa'a'ai'o ma fa'ai'u i le aofa'i atoa ole umi ole pito ole 1.18 µm.O le vaega autu lea o galuega ole pito su'esu'e.E le gata i lea, o se suʻesuʻega polystyrene (PS) tele (Novascan Technologies, Inc., Boone, Iowa, ISA) faʻatasi ai ma le pito i luga ole 45 µm ma le tautotogo tumau o le 2 N / m sa faʻaaogaina foi mo le suʻega o se suʻega colloidal.faʻatasi ma le PFQNM-LC-A-CAL 140 nm suʻega mo faʻatusatusaga.
Ua lipotia mai e mafai ona pu'eina le vai i le va o le su'esu'ega AFM ma le fausaga o le pulumu polymer i le taimi o le nanoindentation, lea o le a fa'aaogaina ai se malosi i luga i luga o le su'ega AFM ae le'i pa'i moni i luga69.Ole a'afiaga ole fa'afefeteina ona ole taofiofia ole vai e mafai ona suia ai le tulaga fa'afeso'ota'i, ma fa'aaafia ai fua fa'atatau o luga.Ina ia suʻesuʻeina le aʻafiaga o le geometry suʻesuʻe ma le saoasaoa faʻapipiʻi i luga o le taofiofia o le suavai, na faʻapipiʻi pupuni malosi faʻapipiʻi mo lehfilcon A CL faʻataʻitaʻiga e faʻaaoga ai se suʻega 140 nm le lautele i fua faatatau faʻasolosolo o le 1 µm/s ma le 2 µm/s.le lautele su'esu'e 45 µm, fa'atulagaina malosi 6 nN maua i le 1 μm/s.O faʻataʻitaʻiga ma se suʻesuʻega 140 nm le lautele na faia i se saoasaoa faʻapipiʻi o le 1 µm / s ma se faʻatulagaina malosi o le 300 pN, filifilia e fatuina se faʻafesoʻotaʻi faʻamalosi i totonu o le physiological range (1-8 kPa) o le laumata pito i luga.mamafa 72. Fa'ata'ita'iga vaivai ua saunia o le PAA hydrogel fa'atasi ma le mamafa o le 1 kPa na fa'ata'ita'iina mo le malosi o le fa'aogaina o le 50 pN i le saoasaoa o le 1 μm / s e fa'aaoga ai se su'esu'ega ma le lautele o le 140 nm.
Talu ai ona o le umi o le vaega conical o le pito o le PFQNM-LC-A-CAL suʻesuʻe e tusa ma le 500 nm, mo soʻo se loloto faʻapipiʻi <500 nm e mafai ona faʻapea ma le saogalemu o le geometry o le suʻega i le taimi o le faʻaogaina o le a tumau faamaoni i lona. foliga cone.E le gata i lea, ua manatu o le pito i luga o mea o loʻo i lalo o le suʻega o le a faʻaalia ai se tali faʻafefeteina, lea o le a faʻamaonia foi i vaega nei.O le mea lea, e fuafua i le foliga ma le tele o le pito, na matou filifilia le faʻataʻitaʻiga faʻapipiʻi cone-sphere na fausia e Briscoe, Sebastian ma Adams, lea o loʻo maua i le polokalama a le tagata faʻatau, e faʻatautaia ai a matou suʻesuʻega nanoindentation AFM (NanoScope).Separation data analysis software, Bruker) 73. O lo'o fa'amatalaina e le fa'ata'ita'iga le so'otaga fa'a-feso'ota'iga F(δ) mo se cone e iai se fa'aletonu pito i luga.I luga o le fig.O le ata 2 o loʻo faʻaalia ai le geometry faʻafesoʻotaʻi i le taimi o le fegalegaleai a se cone maʻaʻa ma se pito spherical, lea o le R o le radius o le pito spherical, a o le fesoʻotaʻiga radius, b o le fesoʻotaʻiga radius i le pito o le spherical pito, δ o le feso'ota'iga radius.loloto fa'aitu, θ o le afa-matamata o le cone.O le ata o le SEM o lenei su'esu'ega o lo'o fa'aalia manino ai o le 140 nm le lautele o le pito spherical o lo'o tu'ufa'atasia i totonu o se cone, o lea e fa'amatalaina ai le b na'o le R, ie b = R cos θ.O lo'o tu'uina atu e le tagata fa'atau-fa'apolokalame se feso'ota'iga-solifa'i e fa'atatau ai tau a le Young's modulus (E) mai fa'amaumauga tu'u'esega fa'apea a > b.So'oga:
o le F o le malosi fa'aoga, E o le modulus a Young, ν o le fua faatatau a Poisson.Ole laina feso'ota'iga a e mafai ona fa'atatau ile fa'aoga:
Fuafuaga o le geometry faʻafesoʻotaʻi o se koni malo ma le pito lapotopoto e oomi i totonu o mea o se tioata faʻafesoʻotaʻi Lefilcon faʻatasi ai ma le pito i luga ole pulumu polymer lala.
Afai a ≤ b, o le sootaga e fa'aitiitia i le fa'atusa mo se fa'asolo fa'apolofesa masani;
Matou te talitonu o le fegalegaleaiga o le suʻesuʻega faʻapipiʻi ma le fausaga lala o le pulumu polymer PMPC o le a mafua ai le faʻafesoʻotaʻi radius a e sili atu nai lo le radius faʻafesoʻotaʻi lapotopoto b.O le mea lea, mo fua fa'atatau uma o le modulus elastic na faia i lenei su'esu'ega, na matou fa'aogaina le fa'alagolago na maua mo le mataupu a > b.
O mea e su'esu'e i le ultrasoft biomimetic na su'esu'eina i lenei su'esu'ega na fa'aataina atoatoa i le fa'aogaina o le su'esu'eina o le fa'aeletonika fa'aeletonika (STEM) o le vaega fa'ata'ita'i fa'alava ma le atomic force microscopy (AFM) o luga.O lenei faʻamatalaga auiliili o luga na faia e avea o se faʻaopoopoga o la matou galuega na faʻasalalau muamua, lea na matou fuafuaina ai o le faʻaogaina o le pulumu polymeric dynamically branched o le PMPC-modified lehfilcon A CL luga na faʻaalia ai mea faʻainisinia tutusa i le tino o le corneal tissue 14.Mo lea mafua'aga, matou te fa'asino i luga o tioata fa'afeso'ota'i o mea fa'aolaola14.I luga o le fig.3a,b fa'aali vaega fa'alava o le PMPC polymer brush structures i luga o le lehfilcon A CL substrate ma le SiHy substrate e le'i togafitia.O luga o faʻataʻitaʻiga e lua na suʻesuʻeina atili i le faʻaaogaina o ata AFM maualuga, lea na faʻamaonia atili ai iʻuga o suʻesuʻega STEM (Fig 3c, d).Faʻatasi, o nei ata e tuʻuina atu ai se umi faʻatatau o le PMPC branched polymer brush structure i le 300-400 nm, lea e taua tele mo le faʻamatalaina o fua AFM nanoindentation.O le isi fa'amatalaga autu na maua mai i ata o le fa'asologa atoa o luga o le CL biomimetic material e matua'i ese mai le mea o le SiHy substrate material.O lenei ese'esega i luga ole laiga e mafai ona faʻaalia i le taimi o latou fegalegaleaiga faʻainisinia ma le suʻega AFM faʻapipiʻi ma mulimuli ane i le fua faʻatatau o le modulus.
Fa'asagaga STEM ata o (a) lehfilcon A CL ma (b) SiHy substrate.Fua fua, 500 nm.Ata AFM o le pito i luga ole lehfilcon A CL substrate (c) ma le base SiHy substrate (d) (3 µm × 3 µm).
Bioinspired polymers ma polymer brush structures e matua vaivai lava ma ua uma ona suʻesuʻeina ma faʻaaogaina i le tele o faʻaoga faʻapitoa74,75,76,77.O le mea lea, e taua tele le faʻaogaina o le AFM nanoindentation method, lea e mafai ona saʻo ma faʻalagolago le fuaina o latou mea faʻainisinia.Ae i le taimi lava e tasi, o mea uiga ese o nei mea e sili ona vaivai, e pei o le matua maualalo o le elastic modulus, maualuga le suavai ma le maualuga o le elasticity, e masani ona faigata ona filifili le mea saʻo, foliga ma foliga o le suʻega faʻapipiʻi.tele.E taua tele lenei mea ina ia le tuia e le indenter le malu o le faʻataʻitaʻiga, lea e oʻo atu ai i mea sese i le fuafuaina o le tulaga o le faʻafesoʻotaʻi ma le pito i luga ma le vaega o fesoʻotaʻiga.
Mo lenei mea, e mana'omia se malamalamaga atoatoa i le fa'avasegaina o mea fa'aolaola (lehfilcon A CL).O faʻamatalaga e uiga i le tele ma le fausaga o pulumu polymer lala e maua mai i le faʻaogaina o le faʻataʻitaʻiga auala e maua ai le faʻavae mo le faʻaogaina o masini o luga e faʻaaoga ai metotia nanoindentation AFM.Nai lo o su'esu'ega colloidal spherical micron, na matou filifilia le PFQNM-LC-A-CAL silicon nitride su'esu'e (Bruker) fa'atasi ai ma le pito pito i luga ole 140 nm, fa'apitoa mo le fa'avasegaina o mea fa'ainisinia o meaola fa'ata'ita'iga 78, 79, 80. , 81, 82, 83, 84 O le mafuaaga mo le faʻaaogaina o suʻega maʻai faʻatusatusa i suʻega colloidal masani e mafai ona faʻamatalaina i foliga faʻavae o mea.O le faʻatusatusaina o le suʻega pito i luga (~ 140 nm) ma pulumu polymer lala i luga o le CL lehfilcon A, o loʻo faʻaalia i le Ata 3a, e mafai ona faʻamaonia e lava le tele o le pito e faʻafesoʻotaʻi saʻo ma nei fausaga pulumu, lea. fa'aitiitia le avanoa e ati ai le pito.Ina ia faʻaalia lenei manatu, i le Ata 4 o se ata STEM o le lehfilcon A CL ma le pito faʻapipiʻi o le suʻega AFM (toso i le fua).
Fa'ata'ita'iga o lo'o fa'aalia ai le ata STEM o le lehfilcon A CL ma se su'esu'ega fa'amau ACM (toso i le fua).
E le gata i lea, o le pito pito i luga ole 140 nm e laʻititi lava e aloese ai mai le lamatiaga o soʻo se aafiaga faʻapipiʻi pipii na lipotia muamua mo pulumu polymer na gaosia e le CP-AFM nanoindentation method69,71.Matou te manatu ona o le foliga faʻapitoa cone-spherical ma laʻititi laʻititi o lenei pito AFM (Fig. 1), o le natura o le faʻamalosi malosi na faia e lehfilcon A CL nanoindentation o le a le faʻalagolago i le saoasaoa o le indentation poʻo le saoasaoa o le utaina / faʻasalalau. .O le mea lea, e le afaina i aafiaga poroelastic.Ina ia faʻataʻitaʻiina lenei manatu, lehfilcon A CL faʻataʻitaʻiga na faʻapipiʻiina i se malosi maualuga e faʻaaoga ai se suʻesuʻega PFQNM-LC-A-CAL, ae i ni saoasaoa eseese se lua, ma na faʻaaogaina ai pupuni o le malosi (nN) i le vavaeeseina (µm) o loʻo faʻaalia i le Ata 5a.E manino lava o le pupuni malosi i le taimi o le utaina ma le la'uina o le uta atoa o loʻo faʻapipiʻiina, ma e leai se faʻamaoniga manino o le malosi o le sele i le zero indentation loloto e faʻateleina i le saoasaoa o le indentation i le ata, o loʻo fautua mai ai o elemene pulumu taʻitasi na faʻaalia e aunoa ma se aafiaga poroelastic.I se faʻatusatusaga, o aʻafiaga o le taofiofia o le vai (viscous extrusion and poroelasticity effects) o loʻo faʻaalia mo le 45 μm diameter AFM suʻesuʻe i le saoasaoa faʻapipiʻi tutusa ma o loʻo faʻamaonia e le faʻamaʻi i le va o le faʻalauteleina ma le faʻaaogaina o pupuni, e pei ona faʻaalia i le Ata 5b.O nei fa'ai'uga e lagolagoina ai le manatu ma fautua mai o su'esu'ega 140 nm le lautele o se filifiliga lelei mo le fa'avasegaina o ia mea vaivai.
lehfilcon A CL fa'aogaina fa'amalosi fa'aoga fa'aoga ACM;(a) fa'aaogaina o se su'esu'ega e 140 nm le lautele i fua faatatau e lua o uta, e fa'ailoa mai ai le leai o se a'afiaga o le poroelastika a'o fa'asolo i luga;(b) fa'aogaina o su'esu'ega e 45 µm le lautele ma le 140 nm.s fa'aalia a'afiaga o le fa'a'ese'ese viscous ma le poroelasticity mo su'esu'ega lapopo'a fa'atusatusa i su'ega laiti.
Ina ia faʻaalia foliga ultrasoft, AFM nanoindentation metotia e tatau ona i ai le suʻega sili ona lelei e suʻesuʻe ai meatotino o mea o loʻo suʻesuʻeina.I le faʻaopoopoga i foliga ma le tele o le pito, o le maaleale o le AFM detector system, faʻalogo i le faʻafefe o le pito i le siosiomaga o suʻega, ma le faʻamalosi o le cantilever e taua tele i le fuafuaina o le saʻo ma le faʻamaoni o le nanoindentation.fua.Mo la matou polokalama AFM, o le tulaga o le Su'esu'ega Ma'ale'ale (PSD) tapula'a o le su'esu'ega e tusa ma le 0.5 mV ma e fa'avae i luga o le fua fa'atatau o le tautotogo muamua ma le fa'avasegaina o le su'esu'ega o le su'esu'ega PFQNM-LC-A-CAL, lea e fetaui ma le maaleale uta manatu.e itiiti ifo i le 0.1 pN.O le mea lea, o lenei metotia e faʻatagaina ai le fuaina o se faʻamalosi faʻamalosi maualalo ≤ 0.1 pN e aunoa ma se vaega o le pisa.Ae ui i lea, e toetoe lava a le mafai e le AFM system ona faʻaitiitia le pisapisao pito i luga i lenei tulaga ona o mea taua e pei o le faʻaogaina o masini ma le malosi o le suavai.O mea nei e fa'atapula'aina ai le fa'aogaina o le AFM nanoindentation method ma maua ai fo'i se fa'ailoga pisa i tua e tusa ma le ≤ 10 pN.Mo le faʻavasegaina o luga, lehfilcon A CL ma le SiHy substrate samples sa faʻapipiʻiina i lalo o tulaga faʻamamaina atoatoa e faʻaaoga ai se suʻesuʻega 140 nm mo le SEM faʻataʻitaʻiga, ma o le aʻafiaga o le malosi na faʻapipiʻiina i le va o le malosi (pN) ma le mamafa.O lo'o fa'aalia i le Ata 6a le va'aiga o le vaeluaga (µm).Pe a fa'atusatusa i le SiHy base substrate, o le lehfilcon A CL force curve o lo'o fa'aalia manino mai ai se la'asaga fesuia'i e amata i le mea e fa'afeso'ota'i ai ma le pulumu polymer ga'o ma fa'ai'u i se suiga mata'utia o le fa'ailoga o le fa'afeso'ota'i o le pito ma le mea o lo'o i lalo.O lenei vaega fesuia'i o le pupuni malosi o lo'o fa'amamafaina ai le amio fa'alelei moni o le pulumu polymer lala i luga, e pei ona fa'amaonia i le fa'apipi'i pipi'i e mulimuli i le fa'alavelave fa'alavelave ma le eseesega o mea fa'ainisinia i le va o le fausaga pulumu ma mea tetele SiHy.Pe a faʻatusatusa lefilcon.O le vavaeeseina o le umi ole umi ole pulumu polymer lala i le ata STEM o le PCS (Fig. 3a) ma lona faʻamalosi malosi i luga o le abscissa i le Ata 3a.6a o loʻo faʻaalia ai o le auala e mafai ona iloa ai le pito ma le polymer lala e oʻo atu i le pito i luga ole luga.Feso'ota'iga i le va o fausaga pulumu.E le gata i lea, o le vavalalata vavalalata o pupuni malosi e ta'u mai ai e leai se aafiaga o le taofiofia o le suavai.I lenei tulaga, e matua leai lava se pipii i le va o le nila ma le pito i luga o le faʻataʻitaʻiga.O vaega pito i luga o pupuni malosi mo faʻataʻitaʻiga e lua o loʻo faʻapipiʻiina, e atagia ai le tutusa o mea faʻainisinia o mea faʻapipiʻi.
(a) AFM nanoindentation force curves mo lehfilcon A CL substrates ma SiHy substrates, (b) faʻamalosi pupuni o loʻo faʻaalia ai le faʻatatauga o fesoʻotaʻiga e faʻaaoga ai le auala pito i tua leo.
Ina ia mafai ona suʻesuʻeina faʻamatalaga sili atu o le faʻaogaina o le malosi, o le faʻalavelave faʻalavelave o le lehfilcon A CL faʻataʻitaʻiga ua toe faʻapipiʻiina i le ata 6b ma le malosi maualuga o le 50 pN i luga o le y-axis.O lenei kalafi e maua ai fa'amatalaga taua e uiga i le pisa i tua muamua.O le pisapisao o loʻo i totonu o le ± 10 pN, lea e faʻaaogaina e faʻamaonia saʻo ai le nofoaga faʻafesoʻotaʻi ma fuafua le loloto o le indentation.E pei ona lipotia i tusitusiga, o le faʻamaoniaina o nofoaga faʻafesoʻotaʻi e taua tele e iloilo saʻo ai meafaitino e pei o modulus85.O se faiga e a'afia ai le fa'agaioia otometi o fa'amaumauga o le pupuni malosi ua fa'aalia ai le fa'aleleia atili o le fetaui i le va o fa'amaumauga ma fua fa'atatau mo mea vaivai86.I lenei galuega, o la tatou filifiliga o nofoaga e fesootaʻi ai e fai si faigofie ma faʻamoemoe, ae e iai ona tapulaʻa.O la matou auala faʻapitoa i le fuafuaina o le mea e faʻafesoʻotaʻi ai e mafai ona iʻu ai i le faʻateleina o tau faʻaogaina mo le loloto o le faʻaogaina (<100 nm).O le fa'aogaina ole su'esu'ega fa'atatau ile algorithm ma fa'agaioiina fa'amaumauga e mafai ona fa'aauauina lenei galuega ile lumana'i e fa'aleleia atili ai a tatou metotia.O le mea lea, mo le pisapisao faʻapitoa i luga o le faʻatonuga o le ± 10 pN, matou te faʻamalamalamaina le nofoaga faʻafesoʻotaʻi o le faʻamatalaga muamua o faʻamatalaga i luga o le x-axis i le Ata 6b ma le tau o le ≥10 pN.Ma, e tusa ai ma le pisa o le 10 pN, o se laina i luga o le laina i le maualuga o le ~ 0.27 µm e faʻailogaina le tulaga o le faʻafesoʻotaʻi ma luga, ona faʻaauau ai lea o le faʻalauteleina o le pupuni seia oʻo ina fetaui le substrate i le loloto o le ~ 270 nm.O le mea e mataʻina ai, e faʻavae i luga o le tele o foliga o le pulumu polymer lala (300-400 nm) fuaina i le faʻaogaina o le faʻataʻitaʻiga, o le loloto o le faʻaogaina o le CL lehfilcon O se faʻataʻitaʻiga na matauina i le faʻaogaina o le auala pito i tua leo e tusa ma le 270 nm, lea e latalata tele i le fua fa'atatau ile STEM.O nei fa'ai'uga e fa'amaonia atili ai le fetaui ma le fa'aogaina o foliga ma le lapo'a o le pito su'esu'e a le AFM mo le fa'aogaina o lenei fausaga pulumu polimer vaivai ma sili ona elastic.O nei fa'amaumauga o lo'o maua ai fo'i fa'amaoniga malosi e lagolago ai la tatou metotia o le fa'aogaina o le pisa i tua e fai ma fa'ailoga mo le fa'ailoaina o nofoaga fa'afeso'ota'i.O lea la, so'o se fua fa'atatau e maua mai le fa'ata'ita'iga fa'a-matematika ma le fa'aogaina o le pupuni malosi e tatau ona sa'o lelei.
Ole fua fa'atatau ile AFM nanoindentation metotia e fa'alagolago atoatoa ile fa'ata'ita'iga fa'a-matematika fa'aaogaina mo le filifilia o fa'amaumauga ma su'esu'ega mulimuli ane.O le mea lea, e taua le mafaufau i mea uma e fesoʻotaʻi ma le filifiliga o le indenter, mea totino ma le masini o latou fegalegaleaiga aʻo leʻi filifilia se faʻataʻitaʻiga faapitoa.I lenei tulaga, o le geometry pito na faʻavasegaina ma le faʻaeteete e faʻaaoga ai le SEM micrographs (Fig. 1), ma faʻavae i luga o faʻaiʻuga, o le 140 nm diameter AFM nanoindenting probe faʻatasi ma se cone malo ma spherical tip geometry o se filifiliga lelei mo le faʻamalamalamaina o lehfilcon A CL79 faʻataʻitaʻiga .O le isi itu taua e mana'omia le iloiloina ma le toto'a o le elasticity o mea polymer o loʻo faʻataʻitaʻiina.E ui lava o faʻamatalaga muamua o le nanoindentation (Fig. 5a ma le 6a) o loʻo faʻamalamalamaina manino ai foliga o le faʻapipiʻiina o le vevesi ma le faʻamalosi faʻamalosi, o lona uiga, o le toe faʻaleleia atoatoa o mea, e matua taua tele le faʻamaonia o le natura mama o fesoʻotaʻiga. .I lea itu, e lua fa'ailoga fa'asolosolo na faia i le nofoaga lava e tasi i luga o le fa'ata'ita'iga lehfilcon A CL i se fua fa'atatau o le 1 µm/s i lalo o tulaga fa'amama atoatoa.O fa'amaumauga o le fa'asologa o le malosi o lo'o fa'aalia i le fig.7 ma, e pei ona faʻamoemoeina, o le faʻalauteleina ma le faʻapipiʻiina o pupuni o lomiga e lua e toetoe lava a tutusa, e faʻamaonia ai le maualuga o le elasticity o le fausaga o le pulumu polymer lala.
E lua pupuni malosi fa'apipi'i i le nofoaga e tasi i luga ole la'asaga ole lehfilcon A CL o lo'o fa'ailoa mai ai le elasticity lelei ole mata tioata.
Faʻavae i luga o faʻamatalaga na maua mai ata SEM ma STEM o le pito suʻesuʻe ma le lehfilcon A CL luga, i le faasologa, o le faʻataʻitaʻiga o le cone-sphere o se faʻataʻitaʻiga faʻa-matematika talafeagai o le fegalegaleaiga i le va o le suʻega suʻesuʻe AFM ma le mea mama polymer o loʻo faʻataʻitaʻiina.E le gata i lea, mo lenei faʻataʻitaʻiga o le cone-sphere, o manatu faʻavae e uiga i mea faʻapipiʻi o mea lolomi e faʻamaoni mo lenei mea fou biomimetic ma faʻaaogaina e faʻatusatusa ai le modulus elastic.
I le maeʻa ai o se iloiloga atoatoa o le AFM nanoindentation method ma ona vaega, e aofia ai mea faʻapipiʻi suʻesuʻe (foliga, lapopoa, ma le faʻamaʻa o le puna), maaleale (leo i tua ma le faʻatusatusaga o fesoʻotaʻiga), ma faʻataʻitaʻiga o faʻamaumauga (quantitative modulus measurements), o le metotia sa fa'aaogaina.fa'ailoga fa'ata'ita'iga fa'atauva'a vaivai e fa'amaonia ai le tele o fa'ai'uga.O se polyacrylamide faapisinisi (PAAM) hydrogel ma se modulus elastic o le 1 kPa na faʻataʻitaʻiina i lalo o tulaga faʻamamaina e faʻaaoga ai se suʻega 140 nm.O fa'amatalaga o su'ega ma fa'atatauga o lo'o tu'uina atu ile Fa'amatalaga Faaopoopo.O faʻaiʻuga na faʻaalia ai o le averesi o le modulus na fuaina o le 0.92 kPa, ma o le %RSD ma le pasene (%) o ese mai le faʻaogaina o le modulus e itiiti ifo i le 10%.O nei taunuʻuga e faʻamaonia ai le saʻo ma le toe gaosia o le AFM nanoindentation method faʻaaogaina i lenei galuega e fua ai le moduli o mea ultrasoft.O luga o le lehfilcon A CL faʻataʻitaʻiga ma le SiHy base substrate na faʻaalia atili i le faʻaaogaina o le auala tutusa AFM nanoindentation e suʻesuʻe ai le faʻaogaina o le faʻaogaina o le ultrasoft surface e avea o se galuega o le loloto o le faʻaogaina.O pupuni o le vavaeeseina o le malosi na faia mo faʻataʻitaʻiga e tolu o ituaiga taʻitasi (n = 3; tasi faʻailoga i le faʻataʻitaʻiga) i le malosi o le 300 pN, o le saoasaoa o le 1 µm / s, ma le faʻamamaina atoatoa.O le fa'aogaina o le fa'asoaina o le malosi na fa'atatauina i le fa'aogaina o le fa'ata'ita'iga o le si'osi'omaga.Ina ia maua le modulus faʻalagolago i le loloto o le faʻaogaina, o le 40 nm lautele vaega o le faʻamalosi malosi na faʻatulagaina i faʻaopoopoga taʻitasi o le 20 nm amata mai le mea e faʻafesoʻotaʻi ai, ma fuaina tau o le modulus i laasaga taʻitasi o le faʻamalosi malosi.Spin Cy et al.O se faiga fa'apena sa fa'aogaina e fa'ailoa ai le fa'alili o le fa'alelei o poly(lauryl methacrylate) (P12MA) polymer brushes e fa'aaoga ai le colloidal AFM probe nanoindentation, ma o lo'o ogatasi ma fa'amaumauga e fa'aaoga ai le Hertz contact model.O lenei faiga e maua ai se fasifuaitau o feso'ota'iga manino (kPa) fa'asaga i le loloto fa'amau (nm), e pei ona fa'aalia i le Ata 8, o lo'o fa'aalia ai le fa'aogaina manino o feso'ota'iga modulus/loloto gradient.O le fa'atulagaina elastic modulus o le CL lehfilcon A fa'ata'ita'iga o lo'o i le va o le 2-3 kPa i totonu o le 100 nm pito i luga o le fa'ata'ita'iga, i tua atu o lea e amata ona fa'ateleina i le loloto.I le isi itu, pe a suʻeina le SiHy base substrate e aunoa ma se pulumu-pei o se ata tifaga i luga o le fogaeleele, o le maualuga o le faʻaogaina o le loloto e maua i le malosi o le 300 pN e itiiti ifo i le 50 nm, ma o le tau o le modulus e maua mai faʻamaumauga e tusa ma le 400 kPa. , lea e faʻatusatusa i tau o le modulus a Young mo mea tetele.
Fa'aaliga manino fa'afeso'ota'i (kPa) vs. loloto fa'amau (nm) mo lehfilcon A CL ma SiHy substrates fa'aogaina le AFM nanoindentation metotia fa'atasi ai ma le fa'anofo-solifi geometry e fua ai le modulus.
O le pito pito i luga o le tala fou o le biomimetic branched polymer brush structure o loʻo faʻaalia ai le maualalo o le faʻaogaina o le elasticity (2-3 kPa).O le a fetaui ma le pito tautau fua o le pulumu polymer tui e pei ona faʻaalia i le ata STEM.E ui o loʻo i ai ni faʻamaoniga o le faʻaogaina o le modulus gradient i le pito i fafo o le CL, o le maualuga maualuga o le modulus substrate e sili atu ona aʻafia.Ae ui i lea, o le pito i luga o le 100 nm o le pito i luga o loʻo i totonu ole 20% o le umi atoa o le pulumu polymer lala, o lea e talafeagai ai le manatu o le fuaina o le faʻaogaina o le modulus i lenei faʻaogaina o le loloto e saʻo ma e le malosi. fa'alagolago i le aafiaga o le mea pito i lalo.
Ona o le mamanu tulaga ese biomimetic o lehfilcon A tioata faʻafesoʻotaʻi, e aofia ai le PMPC polymer brush structures faʻapipiʻiina i luga o le pito i luga ole SiHy substrates, e matua faigata lava ona faʻatuatuaina le faʻaogaina o mea faʻainisinia o latou fausaga i luga ole faʻaogaina o metotia masani.O iinei matou te tuʻuina atu ai se auala faʻapitoa AFM nanoindentation mo le faʻamaonia saʻo o mea e sili ona vaivai e pei o lefilcon A ma le maualuga o le vai ma le maualuga maualuga.O lenei metotia e faʻavae i luga o le faʻaogaina o se suʻesuʻega AFM o lona pito ma le geometry e filifilia ma le faʻaeteete e fetaui ma le faʻatulagaga o foliga o le ultra-soft surface e tatau ona lolomi.O le tu'ufa'atasiga o fua i le va o su'esu'ega ma le fausaga e maua ai le fa'alauteleina o lagona, e mafai ai ona tatou fuaina le maualalo o le modulus ma mea fa'apipi'i fa'amalosi o elemene pulumu polymer lala, tusa lava po'o a'afiaga poroelastic.O faʻaiʻuga na faʻaalia ai o pulumu polimer PMPC faʻapitoa faʻapitoa o le mata tioata e matua maualalo le faʻaogaina (e oʻo atu i le 2 kPa) ma le maualuga tele (toetoe lava 100%) pe a faʻataʻitaʻiina i totonu o se siosiomaga vai.O taunu'uga o le AFM nanoindentation na fa'atagaina ai fo'i i matou e fa'ailoa le fa'afeso'ota'i manino fa'afeso'ota'i modulus / loloto gradient (30 kPa/200 nm) o le mata tioata biomimetic.O lenei fa'alili e mafai ona mafua mai i le eseesega o le modulus i le va o pulumu polymer lala ma le substrate SiHy, poʻo le fausaga lala / mafiafia o pulumu polymer, poʻo se tuʻufaʻatasia.Ae ui i lea, e manaʻomia nisi suʻesuʻega loloto ina ia malamalama atoatoa i le va o le fausaga ma meatotino, aemaise lava le aʻafiaga o le pulumu lala i luga o mea faʻainisinia.O fua fa'atusa e mafai ona fesoasoani e fa'ailoa ai mea fa'ainisinia o le pito i luga o isi mea e sili ona vaivai ma masini fa'afoma'i.
O fa'amaumauga na gaosia ma/po'o au'ili'ili i le taimi o su'esu'ega o lo'o avanoa mai tusitala ta'itasi pe a fa'atatau i talosaga.
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