Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Naggamit ka og bersyon sa browser nga limitado ang suporta sa CSS. Para sa pinakamaayong kasinatian, among girekomendar nga mogamit ka og updated nga browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer). Dugang pa, aron masiguro ang padayon nga suporta, among gipakita ang site nga walay mga style ug JavaScript.
Nagpakita og carousel nga gilangkoban og tulo ka slide sa usa ka higayon. Gamita ang mga buton nga Previous ug Next aron mobalhin sa tulo ka slide matag higayon, o gamita ang mga buton sa slider sa katapusan aron mobalhin sa tulo ka slide matag higayon.
Uban sa pag-uswag sa bag-ong ultra-soft nga mga materyales para sa mga medikal nga aparato ug biomedical nga mga aplikasyon, ang komprehensibo nga pag-ila sa ilang pisikal ug mekanikal nga mga kabtangan parehong importante ug mahagiton. Usa ka modified atomic force microscopy (AFM) nanoindentation technique ang gigamit aron mailhan ang hilabihan ka ubos nga surface modulus sa bag-ong lehfilcon A biomimetic silicone hydrogel contact lens nga giputos sa usa ka layer sa branched polymer brush structures. Kini nga pamaagi nagtugot sa tukma nga pagtino sa mga contact point nga walay epekto sa viscous extrusion kung moduol sa branched polymers. Dugang pa, kini naghimo nga posible nga mahibal-an ang mekanikal nga mga kinaiya sa indibidwal nga mga elemento sa brush nga walay epekto sa poroelasticity. Kini makab-ot pinaagi sa pagpili sa usa ka AFM probe nga adunay disenyo (tip size, geometry ug spring rate) nga labi nga angay alang sa pagsukod sa mga kabtangan sa humok nga mga materyales ug biological sample. Kini nga pamaagi nagpalambo sa pagkasensitibo ug katukma alang sa tukma nga pagsukod sa humok kaayo nga materyal nga lehfilcon A, nga adunay hilabihan ka ubos nga modulus sa elasticity sa surface area (hangtod sa 2 kPa) ug usa ka hilabihan ka taas nga elasticity sa internal (hapit 100%) nga palibot sa tubig. Ang mga resulta sa surface study wala lang nagpadayag sa ultra-soft surface properties sa lehfilcon A lens, apan nagpakita usab nga ang modulus sa branched polymer brushes ikatandi sa silicon-hydrogen substrate. Kini nga surface characterization technique magamit sa ubang ultra-soft nga mga materyales ug mga medical device.
Ang mekanikal nga mga kabtangan sa mga materyales nga gidisenyo alang sa direktang kontak sa buhing tisyu kanunay nga gitino sa biyolohikal nga palibot. Ang hingpit nga pagkaparehas niining mga kabtangan sa materyal makatabang sa pagkab-ot sa gitinguha nga klinikal nga mga kinaiya sa materyal nga wala’y hinungdan nga dili maayo nga mga tubag sa selula1,2,3. Alang sa mga bulk homogenous nga materyales, ang pag-ila sa mga mekanikal nga kabtangan medyo dali tungod sa pagkaanaa sa mga sumbanan nga pamaagi ug mga pamaagi sa pagsulay (pananglitan, microindentation4,5,6). Bisan pa, alang sa mga ultra-humok nga materyales sama sa gels, hydrogels, biopolymers, buhing mga selula, ug uban pa, kini nga mga pamaagi sa pagsulay sa kasagaran dili magamit tungod sa mga limitasyon sa resolusyon sa pagsukod ug ang dili homogeneity sa pipila ka mga materyales7. Sa daghang mga tuig, ang tradisyonal nga mga pamaagi sa indentation giusab ug gipahaum aron mailhan ang lainlaing mga humok nga materyales, apan daghang mga pamaagi ang nag-antos gihapon sa mga seryoso nga kakulangan nga naglimite sa ilang paggamit8,9,10,11,12,13. Ang kakulang sa espesyal nga mga pamaagi sa pagsulay nga tukma ug kasaligan nga makaila sa mga mekanikal nga kabtangan sa supersoft nga mga materyales ug mga layer sa nawong naglimite sa ilang paggamit sa lainlaing mga aplikasyon.
Sa among miaging trabaho, among gipaila ang lehfilcon A (CL) contact lens, usa ka humok nga heterogeneous nga materyal nga adunay tanan nga ultra-soft nga mga kabtangan sa nawong nga nakuha gikan sa potensyal nga biomimetic nga mga disenyo nga giinspirar sa nawong sa cornea sa mata. Kini nga biomaterial gipalambo pinaagi sa pagsumpay sa usa ka branched, cross-linked polymer layer sa poly(2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine (MPC)) (PMPC) ngadto sa usa ka silicone hydrogel (SiHy) 15 nga gidisenyo alang sa mga medikal nga aparato nga gibase sa. Kini nga proseso sa pagsumpay nagmugna og usa ka layer sa nawong nga gilangkoban sa usa ka humok kaayo ug taas nga elastic nga branched polymeric brush structure. Ang among miaging trabaho nagpamatuod nga ang biomimetic nga istruktura sa lehfilcon A CL naghatag og labaw nga mga kabtangan sa nawong sama sa gipauswag nga pagpugong sa pagkabasa ug pagkahugaw, dugang nga lubricity, ug pagkunhod sa cell ug bacterial adhesion15,16. Dugang pa, ang paggamit ug pag-uswag niining biomimetic nga materyal nagsugyot usab og dugang nga pagpalapad sa ubang mga biomedical device. Busa, importante nga mailhan ang mga kinaiya sa nawong niining humok kaayo nga materyal ug masabtan ang mekanikal nga interaksyon niini sa mata aron makahimo og komprehensibo nga base sa kahibalo aron masuportahan ang umaabot nga mga kalamboan ug aplikasyon. Kadaghanan sa mga komersyal nga magamit nga SiHy contact lens gilangkoban sa usa ka homogenous nga sagol nga hydrophilic ug hydrophobic polymers nga nagporma og usa ka uniporme nga istruktura sa materyal17. Daghang mga pagtuon ang gihimo aron imbestigahan ang ilang mga mekanikal nga kabtangan gamit ang tradisyonal nga mga pamaagi sa pagsulay sa compression, tensile ug microindentation18,19,20,21. Bisan pa, ang nobela nga biomimetic nga disenyo sa lehfilcon A CL naghimo niini nga usa ka talagsaon nga heterogeneous nga materyal diin ang mga mekanikal nga kabtangan sa branched polymer brush structures lahi kaayo sa mga naa sa SiHy base substrate. Busa, lisud kaayo ang tukma nga pag-ihap niini nga mga kabtangan gamit ang naandan ug indentation nga mga pamaagi. Usa ka maayong pamaagi ang naggamit sa nanoindentation testing method nga gipatuman sa atomic force microscopy (AFM), usa ka pamaagi nga gigamit aron mahibal-an ang mga mekanikal nga kabtangan sa humok nga viscoelastic nga mga materyales sama sa biological cells ug tisyu, ingon man humok nga polymers22,23,24,25. ,26,27,28,29,30. Sa AFM nanoindentation, ang mga sukaranan sa nanoindentation testing gihiusa sa pinakabag-ong mga pag-uswag sa teknolohiya sa AFM aron makahatag og dugang nga pagkasensitibo sa pagsukod ug pagsulay sa lain-laing mga materyales nga kinaiyanhon nga humok kaayo31,32,33,34,35,36. Dugang pa, ang teknolohiya nagtanyag og uban pang importanteng bentaha pinaagi sa paggamit sa lain-laing mga geometriya. indenter ug probe ug ang posibilidad sa pagsulay sa lain-laing mga likido nga media.
Ang AFM nanoindentation mahimong bahinon sa tulo ka pangunang sangkap pinaagi sa kondisyon: (1) kagamitan (sensors, detectors, probes, ug uban pa); (2) mga parameter sa pagsukod (sama sa puwersa, displacement, speed, ramp size, ug uban pa); (3) Pagproseso sa datos (baseline correction, touch point estimation, data fitting, modeling, ug uban pa). Usa ka dakong problema niini nga pamaagi mao nga daghang mga pagtuon sa literatura nga naggamit sa AFM nanoindentation ang nagtaho sa managlahi nga quantitative nga mga resulta para sa parehas nga sample/cell/material type37,38,39,40,41. Pananglitan, si Lekka et al. Ang impluwensya sa AFM probe geometry sa gisukod nga Young's modulus sa mga sample sa mechanically homogenous hydrogel ug heterogeneous cells gitun-an ug gitandi. Nagtaho sila nga ang mga modulus values ​​​​nagdepende pag-ayo sa cantilever selection ug tip shape, nga adunay pinakataas nga bili para sa usa ka pyramid-shaped probe ug ang pinakaubos nga bili nga 42 para sa usa ka spherical probe. Sa susama, si Selhuber-Unkel et al. Gipakita na kon giunsa sa indenter speed, indenter size ug gibag-on sa polyacrylamide (PAAM) samples makaapekto sa Young's modulus nga gisukod pinaagi sa ACM43 nanoindentation. Laing komplikado nga hinungdan mao ang kakulang sa standard extremely low modulus test materials ug free test procedures. Kini nagpalisod sa pagkuha og tukma nga mga resulta nga may pagsalig. Bisan pa, ang pamaagi mapuslanon kaayo alang sa relatibong mga pagsukod ug comparative evaluations tali sa parehas nga mga tipo sa sample, pananglitan ang paggamit sa AFM nanoindentation aron mailhan ang normal nga mga selula gikan sa mga selula sa kanser 44, 45.
Kon magsulay sa humok nga mga materyales gamit ang AFM nanoindentation, ang kinatibuk-ang lagda mao ang paggamit og probe nga adunay ubos nga spring constant (k) nga hapit mohaom sa sample modulus ug usa ka hemispherical/round tip aron ang unang probe dili makalusot sa mga sample surface sa unang pagkontak sa humok nga mga materyales. Importante usab nga ang deflection signal nga namugna sa probe igo nga kusog aron ma-detect sa laser detector system24,34,46,47. Sa kaso sa ultra-soft heterogeneous cells, tissues ug gels, laing hagit mao ang pagbuntog sa adhesive force tali sa probe ug sa sample surface aron masiguro ang masubli ug kasaligan nga mga pagsukod48,49,50. Hangtod bag-o lang, kadaghanan sa trabaho sa AFM nanoindentation naka-focus sa pagtuon sa mekanikal nga kinaiya sa mga biological cells, tissues, gels, hydrogels, ug biomolecules gamit ang medyo dagkong spherical probes, nga kasagarang gitawag nga colloidal probes (CPs). , 47, 51, 52, 53, 54, 55. Kini nga mga tip adunay radius nga 1 hangtod 50 µm ug kasagarang ginama gikan sa borosilicate glass, polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), silicon dioxide (SiO2) ug diamond-like carbon (DLC). Bisan tuod ang CP-AFM nanoindentation kanunay nga unang gipili alang sa soft sample characterization, kini adunay kaugalingong mga problema ug limitasyon. Ang paggamit sa dagko, micron-sized nga spherical tips nagdugang sa kinatibuk-ang contact area sa tip uban sa sample ug moresulta sa usa ka dakong pagkawala sa spatial resolution. Alang sa humok, dili homogenous nga mga specimen, diin ang mekanikal nga mga kabtangan sa lokal nga mga elemento mahimong lahi kaayo gikan sa aberids sa mas lapad nga lugar, ang CP indentation makatago sa bisan unsang inhomogeneity sa mga kabtangan sa lokal nga sukod52. Ang mga colloidal probe kasagarang gihimo pinaagi sa pag-attach sa micron-sized nga colloidal spheres sa mga tipless cantilever gamit ang epoxy adhesives. Ang proseso sa paggama mismo puno sa daghang mga problema ug mahimong mosangpot sa mga pagkadili-konsistente sa proseso sa pag-calibrate sa probe. Dugang pa, ang gidak-on ug masa sa mga colloidal particle direktang makaapekto sa mga nag-unang parameter sa calibration sa cantilever, sama sa resonant frequency, spring stiffness, ug deflection sensitivity56,57,58. Busa, ang kasagarang gigamit nga mga pamaagi alang sa naandan nga mga AFM probe, sama sa temperature calibration, mahimong dili makahatag og tukma nga calibration para sa CP, ug ang ubang mga pamaagi mahimong gikinahanglan aron mahimo kini nga mga koreksyon57, 59, 60, 61. Ang kasagarang mga eksperimento sa CP indentation naggamit og dagkong mga deviasyon sa cantilever aron tun-an ang mga kabtangan sa humok nga mga sample, nga nagmugna og laing problema sa pag-calibrate sa non-linear nga kinaiya sa cantilever sa medyo dagkong mga deviasyon62,63,64. Ang mga modernong pamaagi sa pag-indent sa colloidal probe kasagaran nagkonsiderar sa geometry sa cantilever nga gigamit sa pag-calibrate sa probe, apan wala magtagad sa impluwensya sa mga colloidal particle, nga nagmugna og dugang nga kawalay kasiguruhan sa katukma sa pamaagi38,61. Susama, ang elastic moduli nga gikalkulo pinaagi sa contact model fitting direktang nagdepende sa geometry sa indentation probe, ug ang dili pagtugma tali sa mga kinaiya sa tip ug sample surface mahimong mosangpot sa mga dili tukma27, 65, 66, 67, 68. Gipasiugda ang pipila ka bag-o nga trabaho ni Spencer et al. Ang mga hinungdan nga kinahanglan tagdon kung mag-characterize sa humok nga polymer brushes gamit ang CP-AFM nanoindentation method. Gi-report nila nga ang pagpabilin sa usa ka viscous fluid sa polymer brushes isip function sa speed moresulta sa pagtaas sa head loading ug busa lain-laing mga sukod sa speed dependent properties30,69,70,71.
Niini nga pagtuon, among gihulagway ang surface modulus sa ultra-soft highly elastic nga materyal nga lehfilcon A CL gamit ang giusab nga pamaagi sa AFM nanoindentation. Tungod sa mga kabtangan ug bag-ong istruktura niini nga materyal, ang sensitivity range sa tradisyonal nga pamaagi sa indentation klaro nga dili igo aron mailhan ang modulus niining hilabihan ka humok nga materyal, busa kinahanglan nga gamiton ang pamaagi sa AFM nanoindentation nga adunay mas taas nga lebel sa sensitivity ug mas ubos nga lebel sa sensitivity. Human sa pagrepaso sa mga kakulangan ug problema sa kasamtangang mga teknik sa colloidal AFM probe nanoindentation, among gipakita kung nganong gipili namo ang usa ka mas gamay, custom-designed nga AFM probe aron mawagtang ang sensitivity, background noise, pagtino sa punto sa kontak, pagsukod sa velocity modulus sa humok nga heterogeneous nga mga materyales sama sa fluid retention dependency, ug tukma nga quantification. Dugang pa, among nasukod ang tukma nga porma ug mga dimensyon sa indentation tip, nga nagtugot kanamo sa paggamit sa cone-sphere fit model aron mahibal-an ang modulus sa elasticity nga wala gisusi ang contact area sa tip sa materyal. Ang duha ka implicit assumptions nga gi-quantify niini nga trabaho mao ang fully elastic material properties ug ang indentation depth-independent modulus. Gamit kini nga pamaagi, among gisulayan una ang mga ultra-soft standard nga adunay nailhan nga modulus aron masukod ang pamaagi, ug dayon gigamit kini nga pamaagi aron mailhan ang mga nawong sa duha ka lainlaing mga materyales sa contact lens. Kini nga pamaagi sa pag-ila sa mga nawong sa AFM nanoindentation nga adunay dugang nga pagkasensitibo gilauman nga magamit sa lainlaing mga biomimetic heterogeneous ultrasoft nga mga materyales nga adunay potensyal nga magamit sa mga medikal nga aparato ug biomedical nga aplikasyon.
Ang Lehfilcon A contact lenses (Alcon, Fort Worth, Texas, USA) ug ang ilang silicone hydrogel substrates gipili alang sa mga eksperimento sa nanoindentation. Usa ka espesyal nga gidisenyo nga lens mount ang gigamit sa eksperimento. Aron ma-install ang lens alang sa pagsulay, kini gibutang pag-ayo sa dome-shaped stand, nga gisiguro nga walay mga bula sa hangin nga makasulod, ug dayon giayo gamit ang mga ngilit. Usa ka lungag sa fixture sa ibabaw sa lens holder ang naghatag og access sa optical center sa lens alang sa mga eksperimento sa nanoindentation samtang gihuptan ang likido sa lugar. Kini nagpabilin nga hingpit nga hydrated ang mga lente. 500 μl nga contact lens packaging solution ang gigamit isip test solution. Aron mapamatud-an ang quantitative results, ang mga komersyal nga mabatonan nga non-activated polyacrylamide (PAAM) hydrogels giandam gikan sa usa ka polyacrylamide-co-methylene-bisacrylamide composition (100 mm Petrisoft Petri dishes, Matrigen, Irvine, CA, USA), usa ka nailhan nga elastic modulus nga 1 kPa. Gamita ang 4-5 ka tulo (gibana-bana nga 125 µl) sa phosphate buffered saline (PBS gikan sa Corning Life Sciences, Tewkesbury, MA, USA) ug 1 ka tulo sa OPTI-FREE Puremoist contact lens solution (Alcon, Vaud, TX, USA). ) sa AFM hydrogel-probe interface.
Ang mga sample sa Lehfilcon A CL ug SiHy substrates gi-visualize gamit ang FEI Quanta 250 Field Emission Scanning Electron Microscope (FEG SEM) system nga adunay Scanning Transmission Electron Microscope (STEM) detector. Aron maandam ang mga sample, ang mga lente gihugasan una sa tubig ug gihiwa ngadto sa pie-shaped wedges. Aron makab-ot ang differential contrast tali sa hydrophilic ug hydrophobic components sa mga sample, usa ka 0.10% stabilized solution sa RuO4 ang gigamit isip dye, diin ang mga sample gipaunlod sulod sa 30 minutos. Ang lehfilcon A CL RuO4 staining importante dili lamang aron makab-ot ang mas maayong differential contrast, apan makatabang usab sa pagpreserbar sa istruktura sa branched polymer brushes sa ilang orihinal nga porma, nga makita dayon sa mga STEM images. Dayon kini gihugasan ug gi-dehydrate sa sunod-sunod nga ethanol/water mixtures nga adunay nagkataas nga konsentrasyon sa ethanol. Ang mga sample gihulma dayon gamit ang EMBed 812/Araldite epoxy, nga gipauga sa tibuok gabii sa 70°C. Ang mga sample block nga nakuha pinaagi sa resin polymerization giputol gamit ang ultramicrotome, ug ang resulta nga nipis nga mga seksyon gi-visualize gamit ang STEM detector sa low vacuum mode sa accelerating voltage nga 30 kV. Ang parehas nga SEM system gigamit alang sa detalyado nga pag-characterize sa PFQNM-LC-A-CAL AFM probe (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA). Ang mga SEM image sa AFM probe nakuha sa usa ka tipikal nga high vacuum mode nga adunay accelerating voltage nga 30 kV. Pagkuha og mga imahe sa lainlaing mga anggulo ug magnification aron marekord ang tanan nga mga detalye sa porma ug gidak-on sa AFM probe tip. Ang tanan nga mga dimensyon sa tip nga interesado sa mga imahe gisukod sa digital.
Usa ka Dimension FastScan Bio Icon atomic force microscope (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA) nga adunay “PeakForce QNM in Fluid” mode ang gigamit aron ma-visualize ug ma-nanoindentate ang lehfilcon A CL, SiHy substrate, ug PAAm hydrogel samples. Alang sa mga eksperimento sa imaging, usa ka PEAKFORCE-HIRS-FA probe (Bruker) nga adunay nominal tip radius nga 1 nm ang gigamit aron makuha ang mga high resolution nga imahe sa sample sa scan rate nga 0.50 Hz. Ang tanan nga mga imahe gikuha sa aqueous solution.
Ang mga eksperimento sa AFM nanoindentation gihimo gamit ang PFQNM-LC-A-CAL probe (Bruker). Ang AFM probe adunay silicon tip sa usa ka nitride cantilever nga 345 nm ang gibag-on, 54 µm ang gitas-on ug 4.5 µm ang gilapdon nga adunay resonant frequency nga 45 kHz. Kini espesipikong gidisenyo aron mailhan ug himuon ang quantitative nanomechanical measurements sa humok nga biological samples. Ang mga sensor gi-calibrate sa pabrika nga adunay pre-calibrated spring settings. Ang spring constants sa mga probe nga gigamit niini nga pagtuon anaa sa range nga 0.05–0.1 N/m. Aron tukma nga mahibal-an ang porma ug gidak-on sa tip, ang probe gi-characterize sa detalye gamit ang SEM. Sa fig. Ang Figure 1a nagpakita sa usa ka high resolution, low magnification scanning electron micrograph sa PFQNM-LC-A-CAL probe, nga naghatag og holistic nga panglantaw sa disenyo sa probe. Sa fig. 1b nagpakita sa usa ka gipadako nga panglantaw sa ibabaw sa probe tip, nga naghatag og impormasyon bahin sa porma ug gidak-on sa tip. Sa kinatumyan nga tumoy, ang dagom usa ka hemisphere nga mga 140 nm ang diyametro (Fig. 1c). Sa ubos niini, ang tumoy mo-taper ngadto sa usa ka conical nga porma, nga moabot sa gisukod nga gitas-on nga gibana-bana nga 500 nm. Sa gawas sa tapering region, ang tumoy kay cylindrical ug matapos sa kinatibuk-ang gitas-on sa tumoy nga 1.18 µm. Kini ang pangunang functional nga bahin sa tumoy sa probe. Dugang pa, usa ka dako nga spherical polystyrene (PS) probe (Novascan Technologies, Inc., Boone, Iowa, USA) nga adunay diyametro sa tumoy nga 45 µm ug usa ka spring constant nga 2 N/m ang gigamit usab alang sa pagsulay isip usa ka colloidal probe. uban sa PFQNM-LC-A-CAL 140 nm probe alang sa pagtandi.
Gikataho nga ang likido mahimong ma-trap taliwala sa AFM probe ug sa polymer brush structure atol sa nanoindentation, nga mohatag og pataas nga puwersa sa AFM probe sa dili pa kini aktuwal nga makahikap sa nawong69. Kini nga viscous extrusion effect tungod sa fluid retention makausab sa apparent point of contact, sa ingon makaapekto sa surface modulus measurements. Aron tun-an ang epekto sa probe geometry ug indentation speed sa fluid retention, ang indentation force curves gi-plot para sa lehfilcon A CL samples gamit ang 140 nm diameter probe sa constant displacement rates nga 1 µm/s ug 2 µm/s. Ang probe diameter 45 µm, fixed force setting 6 nN nakab-ot sa 1 µm/s. Ang mga eksperimento nga adunay probe nga 140 nm ang diametro gihimo sa indentation speed nga 1 µm/s ug usa ka set force nga 300 pN, nga gipili aron makahimo og contact pressure sulod sa physiological range (1–8 kPa) sa ibabaw nga eyelid. presyur 72. Ang humok ug andam nang mga sample sa PAA hydrogel nga adunay presyur nga 1 kPa gisulayan para sa indentation force nga 50 pN sa gikusgon nga 1 μm/s gamit ang probe nga adunay diyametro nga 140 nm.
Tungod kay ang gitas-on sa conical nga bahin sa tumoy sa PFQNM-LC-A-CAL probe gibana-bana nga 500 nm, alang sa bisan unsang giladmon sa indentation nga < 500 nm, luwas nga mahunahuna nga ang geometry sa probe atol sa indentation magpabilin nga tinuod sa porma sa cone niini. Dugang pa, gituohan nga ang nawong sa materyal nga gisusi magpakita og mabaliktad nga elastic response, nga kumpirmahon usab sa mosunod nga mga seksyon. Busa, depende sa porma ug gidak-on sa tumoy, among gipili ang cone-sphere fitting model nga gihimo ni Briscoe, Sebastian ug Adams, nga anaa sa software sa vendor, aron maproseso ang among mga eksperimento sa AFM nanoindentation (NanoScope). Separation data analysis software, Bruker) 73. Ang modelo naghulagway sa force-displacement relationship F(δ) para sa usa ka cone nga adunay spherical apex defect. Sa fig. Ang Figure 2 nagpakita sa contact geometry atol sa interaksyon sa usa ka rigid cone uban sa usa ka spherical tip, diin ang R mao ang radius sa spherical tip, ang a mao ang contact radius, ang b mao ang contact radius sa tumoy sa spherical tip, ug ang δ mao ang contact radius. Ang indentation depth, ang θ mao ang half-angle sa cone. Ang SEM image niini nga probe klaro nga nagpakita nga ang 140 nm diameter nga spherical tip naghiusa nga tangentially ngadto sa usa ka cone, busa dinhi ang b gihubit lamang pinaagi sa R, ie b = R cos θ. Ang vendor-supplied software naghatag og cone-sphere relationship aron makalkulo ang Young's modulus (E) values ​​​​gikan sa force separation data nga nag-assume sa a > b. Relasyon:
diin ang F mao ang indentation force, ang E mao ang Young's modulus, ug ang ν mao ang Poisson's ratio. Ang contact radius a mahimong mabanabana gamit ang:
Eskema sa contact geometry sa usa ka gahi nga kono nga adunay spherical nga tumoy nga gipilit sa materyal sa usa ka Lefilcon contact lens nga adunay usa ka surface layer sa branched polymer brushes.
Kon ang a ≤ b, ang relasyon mahimong ekwasyon para sa usa ka naandan nga spherical indenter;
Nagtuo kami nga ang interaksyon sa indenting probe uban sa branched structure sa PMPC polymer brush maoy hinungdan nga ang contact radius a mas dako kay sa spherical contact radius b. Busa, para sa tanang quantitative measurements sa elastic modulus nga gihimo niini nga pagtuon, among gigamit ang dependence nga nakuha para sa kaso nga a > b.
Ang ultrasoft biomimetic nga mga materyales nga gitun-an niini nga pagtuon komprehensibo nga gi-imahe gamit ang scanning transmission electron microscopy (STEM) sa sample cross section ug atomic force microscopy (AFM) sa nawong. Kini nga detalyado nga pag-ila sa nawong gihimo isip usa ka extension sa among napublikar nga trabaho kaniadto, diin among natino nga ang dynamically branched polymeric brush structure sa PMPC-modified lehfilcon A CL surface nagpakita og parehas nga mechanical properties sa lumad nga corneal tissue 14. Tungod niini nga hinungdan, among gitawag ang mga contact lens surfaces isip biomimetic materials14. Sa fig. 3a,b gipakita ang mga cross section sa branched PMPC polymer brush structures sa nawong sa usa ka lehfilcon A CL substrate ug usa ka wala matambalan nga SiHy substrate, matag usa. Ang mga nawong sa duha ka sample dugang nga gisusi gamit ang high-resolution AFM images, nga dugang nga nagpamatuod sa mga resulta sa STEM analysis (Fig. 3c, d). Kung tan-awon sa kinatibuk-an, kini nga mga imahe naghatag og gibanabana nga gitas-on sa PMPC branched polymer brush structure sa 300–400 nm, nga kritikal alang sa paghubad sa mga sukod sa AFM nanoindentation. Laing importanteng obserbasyon nga nakuha gikan sa mga imahe mao nga ang kinatibuk-ang istruktura sa nawong sa CL biomimetic nga materyal lahi sa morpolohiya gikan sa materyal nga substrate sa SiHy. Kini nga kalainan sa morpolohiya sa ilang nawong mahimong makita atol sa ilang mekanikal nga interaksyon sa indenting AFM probe ug pagkahuman sa gisukod nga mga kantidad sa modulus.
Mga hulagway sa STEM nga cross-sectional sa (a) lehfilcon A CL ug (b) SiHy substrate. Scale bar, 500 nm. Mga hulagway sa AFM sa nawong sa lehfilcon A CL substrate (c) ug sa base nga SiHy substrate (d) (3 µm × 3 µm).
Ang mga bioinspired polymer ug polymer brush structures kay humok ug kaylap nga gitun-an ug gigamit sa nagkalain-laing biomedical applications74,75,76,77. Busa, importante ang paggamit sa AFM nanoindentation method, nga makasukod sa ilang mekanikal nga mga kabtangan sa tukma ug kasaligan. Apan sa samang higayon, ang talagsaon nga mga kabtangan niining ultra-soft nga mga materyales, sama sa ubos kaayo nga elastic modulus, taas nga liquid content ug taas nga elasticity, kanunay nga nagpalisud sa pagpili sa husto nga materyal, porma ug porma sa indenting probe. Importante kini aron ang indenter dili makalusot sa humok nga nawong sa sample, nga mosangpot sa mga sayop sa pagtino sa punto sa pagkontak sa nawong ug sa lugar sa pagkontak.
Alang niini, ang komprehensibo nga pagsabot sa morpolohiya sa ultra-soft biomimetic nga mga materyales (lehfilcon A CL) hinungdanon. Ang impormasyon bahin sa gidak-on ug istruktura sa branched polymer brushes nga nakuha gamit ang imaging method naghatag sa basehan alang sa mekanikal nga kinaiya sa nawong gamit ang mga teknik sa AFM nanoindentation. Imbis nga micron-sized spherical colloidal probes, among gipili ang PFQNM-LC-A-CAL silicon nitride probe (Bruker) nga adunay tip diameter nga 140 nm, nga espesyal nga gidisenyo alang sa quantitative mapping sa mga mekanikal nga kabtangan sa mga biological sample 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84 Ang katarungan sa paggamit sa medyo hait nga mga probe kon itandi sa naandan nga colloidal probes mahimong ipasabut sa mga bahin sa istruktura sa materyal. Kon itandi ang gidak-on sa tumoy sa probe (~140 nm) sa mga branched polymer brush sa ibabaw sa CL lehfilcon A, nga gipakita sa Fig. 3a, mahimong makahinapos nga ang tumoy igo na kadako aron direktang makahikap niining mga istruktura sa brush, nga makapakunhod sa tsansa nga ang tumoy molusot agi niini. Aron ipakita kini nga punto, sa Fig. 4 usa ka STEM nga imahe sa lehfilcon A CL ug ang indenting tip sa AFM probe (gidrowing sa sukod).
Eskematikong nagpakita sa STEM nga imahe sa lehfilcon A CL ug usa ka ACM indentation probe (gidrowing sa sukod).
Dugang pa, ang gidak-on sa tumoy nga 140 nm gamay ra aron malikayan ang risgo sa bisan unsang mga epekto sa sticky extrusion nga gitaho kaniadto alang sa mga polymer brush nga gihimo sa pamaagi sa nanoindentation sa CP-AFM69,71. Gituohan namon nga tungod sa espesyal nga cone-spherical nga porma ug medyo gamay nga gidak-on niining AFM tip (Fig. 1), ang kinaiya sa force curve nga namugna sa lehfilcon A CL nanoindentation dili magdepende sa indentation speed o sa loading/unloading speed. Busa, dili kini maapektuhan sa poroelastic effects. Aron masulayan kini nga hypothesis, ang mga sample sa lehfilcon A CL gi-indent sa usa ka fixed maximum force gamit ang PFQNM-LC-A-CAL probe, apan sa duha ka lainlaing velocities, ug ang resulta nga tensile ug retract force curves gigamit aron i-plot ang force (nN) sa separation (µm) nga gipakita sa Figure 5a. Klaro nga ang mga kurba sa puwersa atol sa pagkarga ug pagdiskarga hingpit nga nagsapaw, ug walay klaro nga ebidensya nga ang force shear sa zero indentation depth motaas uban sa indentation speed sa figure, nga nagsugyot nga ang indibidwal nga brush elements gihulagway nga walay poroelastic effect. Sa kasukwahi, ang fluid retention effects (viscous extrusion ug poroelasticity effects) makita para sa 45 µm diameter AFM probe sa parehas nga indentation speed ug gipasiugda sa hysteresis tali sa stretch ug retract curves, sama sa gipakita sa Figure 5b. Kini nga mga resulta nagsuporta sa hypothesis ug nagsugyot nga ang 140 nm diameter probes usa ka maayong kapilian alang sa paghulagway sa ingon nga humok nga mga nawong.
Ang lehfilcon A CL indentation force curves gamit ang ACM; (a) gamit ang probe nga may diametro nga 140 nm sa duha ka loading rates, nga nagpakita sa kawalay poroelastic effect atol sa surface indentation; (b) gamit ang mga probe nga may diametro nga 45 µm ug 140 nm. s nagpakita sa mga epekto sa viscous extrusion ug poroelasticity para sa dagkong mga probe kon itandi sa gagmay nga mga probe.
Aron mailhan ang humok kaayo nga mga nawong, ang mga pamaagi sa AFM nanoindentation kinahanglan adunay labing maayo nga probe aron tun-an ang mga kabtangan sa materyal nga gitun-an. Gawas pa sa porma ug gidak-on sa tumoy, ang pagkasensitibo sa sistema sa detector sa AFM, pagkasensitibo sa pagtipas sa tumoy sa palibot sa pagsulay, ug ang pagkagahi sa cantilever adunay hinungdanon nga papel sa pagtino sa katukma ug kasaligan sa mga sukod sa nanoindentation. Para sa among sistema sa AFM, ang limitasyon sa pag-detect sa Position Sensitive Detector (PSD) gibana-bana nga 0.5 mV ug gibase sa pre-calibrated spring rate ug ang gikalkulo nga pagkasensitibo sa fluid deflection sa PFQNM-LC-A-CAL probe, nga katumbas sa theoretical load sensitivity. ubos sa 0.1 pN. Busa, kini nga pamaagi nagtugot sa pagsukod sa usa ka minimum nga puwersa sa indentation ≤ 0.1 pN nga wala’y bisan unsang peripheral noise component. Bisan pa, hapit imposible alang sa usa ka sistema sa AFM nga makunhuran ang peripheral noise niini nga lebel tungod sa mga hinungdan sama sa mechanical vibration ug fluid dynamics. Kini nga mga hinungdan naglimite sa kinatibuk-ang pagkasensitibo sa pamaagi sa nanoindentation sa AFM ug miresulta usab sa usa ka signal sa background noise nga gibana-bana nga ≤ 10 pN. Alang sa surface characterization, ang mga sample sa substrate sa lehfilcon A CL ug SiHy gi-indent ubos sa hingpit nga hydrated nga mga kondisyon gamit ang 140 nm probe para sa SEM characterization, ug ang resulta nga mga force curve gi-superimpose tali sa force (pN) ug pressure. Ang separation plot (µm) gipakita sa Figure 6a. Kung itandi sa SiHy base substrate, ang lehfilcon A CL force curve klaro nga nagpakita sa usa ka transitional phase nga nagsugod sa punto sa pagkontak sa forked polymer brush ug natapos sa usa ka mahait nga pagbag-o sa slope marking contact sa tumoy sa underlying material. Kini nga transitional nga bahin sa force curve nagpasiugda sa tinuod nga elastic nga pamatasan sa branched polymer brush sa ibabaw, sama sa gipamatud-an sa compression curve nga nagsunod pag-ayo sa tension curve ug ang contrast sa mechanical properties tali sa brush structure ug bulky SiHy material. Kung itandi ang lefilcon. Ang pagbulag sa aberids nga gitas-on sa usa ka branched polymer brush sa STEM image sa PCS (Fig. 3a) ug ang force curve niini subay sa abscissa sa Fig. 3a. 6a nagpakita nga ang pamaagi makahimo sa pag-detect sa tumoy ug sa branched polymer nga nakaabot sa pinakataas nga bahin sa nawong. Kontak tali sa mga istruktura sa brush. Dugang pa, ang suod nga pagsapaw sa mga force curve nagpakita nga walay epekto sa pagpabilin sa likido. Niini nga kaso, walay hingpit nga pagtapot tali sa dagom ug sa nawong sa sample. Ang pinakataas nga mga seksyon sa force curve alang sa duha ka sample nagsapaw, nga nagpakita sa pagkaparehas sa mga mekanikal nga kabtangan sa mga materyales sa substrate.
(a) Mga kurba sa puwersa sa nanoindentation sa AFM para sa mga substrate sa lehfilcon A CL ug mga substrate sa SiHy, (b) mga kurba sa puwersa nga nagpakita sa pagbanabana sa contact point gamit ang pamaagi sa background noise threshold.
Aron matun-an ang mas pino nga mga detalye sa kurba sa puwersa, ang kurba sa tensyon sa lehfilcon A CL sample gi-plot pag-usab sa Fig. 6b nga adunay labing taas nga puwersa nga 50 pN subay sa y-axis. Kini nga graph naghatag ug importanteng impormasyon bahin sa orihinal nga kasaba sa background. Ang kasaba naa sa range nga ±10 pN, nga gigamit aron tukma nga mahibal-an ang contact point ug makalkulo ang giladmon sa indentation. Sama sa gitaho sa literatura, ang pag-ila sa mga contact point hinungdanon aron tukma nga masusi ang mga kabtangan sa materyal sama sa modulus85. Ang usa ka pamaagi nga naglambigit sa awtomatik nga pagproseso sa datos sa kurba sa puwersa nagpakita sa usa ka gipauswag nga pagkahaom tali sa data fitting ug quantitative measurements alang sa humok nga mga materyales86. Niini nga trabaho, ang among pagpili sa mga punto sa kontak medyo yano ug obhetibo, apan kini adunay mga limitasyon. Ang among konserbatibo nga pamaagi sa pagtino sa punto sa kontak mahimong moresulta sa gamay nga sobra nga gibanabana nga mga kantidad sa modulus alang sa mas gagmay nga giladmon sa indentation (< 100 nm). Ang paggamit sa algorithm-based touchpoint detection ug automated data processing mahimong usa ka pagpadayon niini nga trabaho sa umaabot aron labi pa nga mapaayo ang among pamaagi. Busa, para sa intrinsic background noise nga naa sa han-ay nga ±10 pN, among gihubit ang contact point isip unang data point sa x-axis sa Figure 6b nga adunay kantidad nga ≥10 pN. Dayon, subay sa noise threshold nga 10 pN, usa ka bertikal nga linya sa lebel nga ~0.27 µm ang nagtimaan sa punto sa kontak sa nawong, pagkahuman niini ang stretching curve magpadayon hangtod nga ang substrate makaabot sa indentation depth nga ~270 nm. Makapainteres, base sa gidak-on sa branched polymer brush features (300–400 nm) nga gisukod gamit ang imaging method, ang indentation depth sa CL lehfilcon. Usa ka sample nga naobserbahan gamit ang background noise threshold method kay mga 270 nm, nga duol kaayo sa sukod sa pagsukod gamit ang STEM. Kini nga mga resulta dugang nga nagpamatuod sa pagkaangay ug pagkagamit sa porma ug gidak-on sa AFM probe tip para sa indentation niining humok kaayo ug taas nga elastic nga branched polymer brush structure. Kini nga datos naghatag usab og lig-on nga ebidensya aron suportahan ang among pamaagi sa paggamit sa background noise isip threshold para sa pag-pinpoint sa mga contact point. Busa, ang bisan unsang kwantitatibong resulta nga makuha gikan sa mathematical modeling ug force curve fitting kinahanglan nga medyo tukma.
Ang mga kwantitatibong sukod pinaagi sa mga pamaagi sa AFM nanoindentation hingpit nga nagsalig sa mga modelo sa matematika nga gigamit alang sa pagpili sa datos ug sa sunod nga pag-analisar. Busa, importante nga tagdon ang tanan nga mga hinungdan nga may kalabotan sa pagpili sa indenter, mga kabtangan sa materyal ug ang mekaniko sa ilang interaksyon sa dili pa mopili og usa ka partikular nga modelo. Niini nga kaso, ang tip geometry maampingong gihulagway gamit ang SEM micrographs (Fig. 1), ug base sa mga resulta, ang 140 nm diameter nga AFM nanoindenting probe nga adunay gahi nga cone ug spherical tip geometry usa ka maayong kapilian alang sa paghulagway sa mga sample sa lehfilcon A CL79. Laing importante nga butang nga kinahanglan nga susihon pag-ayo mao ang elasticity sa materyal nga polymer nga gisulayan. Bisan kung ang inisyal nga datos sa nanoindentation (Figs. 5a ug 6a) tin-aw nga naglatid sa mga bahin sa nagsapaw nga mga kurba sa tension ug compression, ie, ang kompleto nga elastic recovery sa materyal, importante kaayo nga kumpirmahon ang puro nga elastic nga kinaiya sa mga kontak. Tungod niini, duha ka sunod-sunod nga indentation ang gihimo sa parehas nga lokasyon sa ibabaw sa lehfilcon A CL sample sa indentation rate nga 1 µm/s ubos sa full hydration conditions. Ang resulta nga force curve data gipakita sa fig. 7 ug, sama sa gilauman, ang expansion ug compression curves sa duha ka prints halos parehas, nga nagpakita sa taas nga elasticity sa branched polymer brush structure.
Duha ka kurba sa puwersa sa pag-indent sa parehas nga lokasyon sa nawong sa lehfilcon A CL nagpakita sa sulundon nga elastisidad sa nawong sa lente.
Base sa impormasyon nga nakuha gikan sa mga imahe sa SEM ug STEM sa tumoy sa probe ug lehfilcon A CL nga nawong, matag usa, ang modelo sa cone-sphere usa ka makatarunganon nga representasyon sa matematika sa interaksyon tali sa tumoy sa probe sa AFM ug sa humok nga materyal nga polymer nga gisulayan. Dugang pa, alang niining modelo sa cone-sphere, ang sukaranan nga mga pangagpas bahin sa elastic nga mga kabtangan sa giimprinta nga materyal tinuod alang niining bag-ong biomimetic nga materyal ug gigamit aron masukod ang elastic modulus.
Human sa komprehensibo nga ebalwasyon sa pamaagi sa AFM nanoindentation ug sa mga sangkap niini, lakip ang mga kabtangan sa indentation probe (porma, gidak-on, ug spring stiffness), sensitivity (background noise ug contact point estimation), ug data fitting models (quantitative modulus measurements), gigamit ang pamaagi. Ihulagway ang mga komersyal nga ultra-soft samples aron mapamatud-an ang quantitative results. Usa ka komersyal nga polyacrylamide (PAAM) hydrogel nga adunay elastic modulus nga 1 kPa ang gisulayan ubos sa hydrated conditions gamit ang 140 nm probe. Ang mga detalye sa module testing ug mga kalkulasyon gihatag sa Supplementary Information. Ang mga resulta nagpakita nga ang average modulus nga gisukod kay 0.92 kPa, ug ang %RSD ug porsyento (%) deviation gikan sa nahibal-an nga modulus kay ubos sa 10%. Kini nga mga resulta nagpamatuod sa katukma ug reproducibility sa pamaagi sa AFM nanoindentation nga gigamit niini nga trabaho aron masukod ang moduli sa ultrasoft nga mga materyales. Ang mga nawong sa mga sample sa lehfilcon A CL ug ang SiHy base substrate dugang nga gi-characterize gamit ang parehas nga pamaagi sa AFM nanoindentation aron tun-an ang apparent contact modulus sa ultrasoft nga nawong isip function sa indentation depth. Ang mga indentation force separation curves gihimo alang sa tulo ka specimen sa matag klase (n = 3; usa ka indentation matag specimen) sa kusog nga 300 pN, katulin nga 1 µm/s, ug hingpit nga hydration. Ang indentation force sharing curve gi-approximate gamit ang cone-sphere model. Aron makuha ang modulus nga nagdepende sa indentation depth, usa ka 40 nm nga gilapdon nga bahin sa force curve ang gibutang sa matag increment nga 20 nm sugod sa punto sa contact, ug gisukod ang mga kantidad sa modulus sa matag lakang sa force curve. Spin Cy et al. Usa ka susamang pamaagi ang gigamit aron ma-characterize ang modulus gradient sa poly(lauryl methacrylate) (P12MA) polymer brushes gamit ang colloidal AFM probe nanoindentation, ug kini nahiuyon sa datos gamit ang Hertz contact model. Kini nga pamaagi naghatag og usa ka plot sa apparent contact modulus (kPa) batok sa indentation depth (nm), sama sa gipakita sa Figure 8, nga nagpakita sa apparent contact modulus/depth gradient. Ang gikalkulo nga elastic modulus sa CL lehfilcon A sample anaa sa range nga 2–3 kPa sulod sa ibabaw nga 100 nm sa sample, nga lapas niini magsugod sa pagdugang uban sa giladmon. Sa laing bahin, kung sulayan ang SiHy base substrate nga walay brush-like film sa ibabaw, ang maximum indentation depth nga nakab-ot sa puwersa nga 300 pN ubos sa 50 nm, ug ang modulus value nga nakuha gikan sa datos mga 400 kPa, nga ikatandi sa mga kantidad sa Young's modulus para sa bulk materials.
Ang apparent contact modulus (kPa) vs. indentation depth (nm) para sa lehfilcon A CL ug SiHy substrates gamit ang AFM nanoindentation method nga adunay cone-sphere geometry aron masukod ang modulus.
Ang kinatas-ang nawong sa nobela nga biomimetic branched polymer brush structure nagpakita og ubos kaayo nga modulus of elasticity (2–3 kPa). Kini motakdo sa libre nga nagbitay nga tumoy sa forked polymer brush sama sa gipakita sa STEM image. Samtang adunay pipila ka ebidensya sa modulus gradient sa gawas nga ngilit sa CL, ang pangunang taas nga modulus substrate mas impluwensyal. Bisan pa, ang kinatas-ang 100 nm sa nawong naa sa sulod sa 20% sa kinatibuk-ang gitas-on sa branched polymer brush, busa makatarunganon nga hunahunaon nga ang gisukod nga mga kantidad sa modulus niining indentation depth range medyo tukma ug wala magdepende pag-ayo sa epekto sa ubos nga butang.
Tungod sa talagsaon nga biomimetic nga disenyo sa lehfilcon A contact lens, nga gilangkoban sa branched PMPC polymer brush structures nga gisumpay sa ibabaw sa SiHy substrates, lisod kaayo ang kasaligang pag-ila sa mekanikal nga mga kabtangan sa ilang mga istruktura sa ibabaw gamit ang tradisyonal nga mga pamaagi sa pagsukod. Dinhi among gipresentar ang usa ka abante nga pamaagi sa AFM nanoindentation alang sa tukma nga pag-ila sa ultra-soft nga mga materyales sama sa lefilcon A nga adunay taas nga sulud sa tubig ug taas kaayo nga elasticity. Kini nga pamaagi gibase sa paggamit sa usa ka AFM probe kansang gidak-on sa tumoy ug geometry gipili pag-ayo aron mohaum sa mga dimensyon sa istruktura sa ultra-soft nga mga bahin sa ibabaw nga i-imprinta. Kini nga kombinasyon sa mga dimensyon tali sa probe ug istruktura naghatag dugang nga pagkasensitibo, nga nagtugot kanamo sa pagsukod sa ubos nga modulus ug inherent elastic nga mga kabtangan sa branched polymer brush elements, bisan unsa pa ang poroelastic nga mga epekto. Ang mga resulta nagpakita nga ang talagsaon nga branched PMPC polymer brushes nga kinaiya sa ibabaw sa lens adunay ubos kaayo nga elastic modulus (hangtod sa 2 kPa) ug taas kaayo nga elasticity (hapit 100%) kung gisulayan sa usa ka tubigon nga palibot. Ang mga resulta sa AFM nanoindentation nagtugot usab kanamo sa pag-ila sa dayag nga contact modulus/depth gradient (30 kPa/200 nm) sa biomimetic lens surface. Kini nga gradient mahimong tungod sa modulus difference tali sa branched polymer brushes ug sa SiHy substrate, o sa branched structure/density sa polymer brushes, o kombinasyon niini. Bisan pa, gikinahanglan ang dugang nga lawom nga mga pagtuon aron hingpit nga masabtan ang relasyon tali sa istruktura ug mga kabtangan, labi na ang epekto sa brush branching sa mga mekanikal nga kabtangan. Ang susamang mga sukod makatabang sa pag-ila sa mga mekanikal nga kabtangan sa nawong sa ubang ultra-soft nga mga materyales ug mga medikal nga aparato.
Ang mga dataset nga nahimo ug/o gisusi atol sa kasamtangang pagtuon anaa gikan sa tagsa-tagsa ka mga awtor kon adunay makatarunganong hangyo.
Rahmati, M., Silva, EA, Reseland, JE, Hayward, K. ug Haugen, HJ Mga biyolohikal nga reaksyon sa pisikal ug kemikal nga mga kabtangan sa mga nawong sa mga biomaterial. Kemikal. katilingban. Ed. 49, 5178–5224 (2020).
Chen, FM ug Liu, X. Pagpauswag sa mga biomaterial nga gikan sa tawo para sa tissue engineering. programming. polymer. the science. 53, 86 (2016).
Sadtler, K. et al. Disenyo, klinikal nga implementasyon, ug tubag sa imyunidad sa mga biomaterial sa regenerative medicine. National Matt Rev. 1, 16040 (2016).
Oliver WK ug Farr GM Usa ka gipauswag nga pamaagi sa pagtino sa katig-a ug elastic modulus gamit ang mga eksperimento sa indentation nga adunay mga sukod sa load ug displacement. J. Alma mater. storage tank. 7, 1564–1583 (2011).
Wally, SM Makasaysayanong gigikanan sa indentation hardness testing. alma mater. ang siyensya. mga teknolohiya. 28, 1028–1044 (2012).
Broitman, E. Mga Sukod sa Katig-a sa Indentation sa Macro-, Micro-, ug Nanoscale: Usa ka Kritikal nga Pagrepaso. tribe. Wright. 65, 1–18 (2017).
Kaufman, JD ug Clapperich, SM Ang mga sayop sa pag-ila sa nawong mosangpot sa modulus overestimation sa nanoindentation sa humok nga mga materyales. J. Mecha. Behavior. Biomedical Science. alma mater. 2, 312–317 (2009).
Karimzade A., Koloor SSR, Ayatollakhi MR, Bushroa AR ug Yahya M.Yu. Ebalwasyon sa pamaagi sa nanoindentation alang sa pagtino sa mekanikal nga mga kinaiya sa heterogeneous nanocomposites gamit ang eksperimental ug komputasyon nga mga pamaagi. ang siyensya. House 9, 15763 (2019).
Liu, K., VanLendingham, MR, ug Owart, TS Mekanikal nga pag-ila sa humok nga viscoelastic gels pinaagi sa indentation ug optimization-based inverse finite element analysis. J. Mecha. Behavior. Biomedical Science. alma mater. 2, 355–363 (2009).
Andrews JW, Bowen J ug Chaneler D. Pag-optimize sa pagtino sa viscoelasticity gamit ang mga compatible nga sistema sa pagsukod. Soft Matter 9, 5581–5593 (2013).
Briscoe, BJ, Fiori, L. ug Pellillo, E. Nanoindentation sa mga polymeric surface. J. Physics. D. Apply for physics. 31, 2395 (1998).
Miyailovich AS, Tsin B., Fortunato D. ug Van Vliet KJ Pag-ila sa viscoelastic nga mekanikal nga mga kabtangan sa mga highly elastic polymers ug biological tissues gamit ang shock indentation. Journal of Biomaterials. 71, 388–397 (2018).
Perepelkin NV, Kovalev AE, Gorb SN, Borodich FM Ebalwasyon sa elastic modulus ug adhesion work sa humok nga mga materyales gamit ang extended Borodich-Galanov (BG) nga pamaagi ug deep indentation. fur. alma mater. 129, 198–213 (2019).
Shi, X. et al. Nanoscale nga morpolohiya ug mekanikal nga mga kabtangan sa biomimetic polymeric nga mga nawong sa silicone hydrogel contact lenses. Langmuir 37, 13961–13967 (2021).