Tankewol foar jo besite oan Nature.com. Jo brûke in browserferzje mei beheinde CSS-stipe. Foar de bêste ûnderfining riede wy oan dat jo in bywurke browser brûke (of Kompatibiliteitsmodus yn Internet Explorer útskeakelje). Derneist, om trochgeande stipe te garandearjen, litte wy de side sjen sûnder stilen en JavaScript.
Toant in karrousel fan trije dia's tagelyk. Brûk de knoppen Foarige en Folgjende om troch trije dia's tagelyk te gean, of brûk de skúfknoppen oan 'e ein om troch trije dia's tagelyk te gean.
Mei de ûntwikkeling fan nije ultra-sêfte materialen foar medyske apparaten en biomedyske tapassingen is de wiidweidige karakterisaasje fan har fysike en meganyske eigenskippen sawol wichtich as útdaagjend. In modifisearre atoomkrêftmikroskopie (AFM) nanoindentaasjetechnyk waard tapast om de ekstreem lege oerflakmodulus fan 'e nije lehfilcon A biomimetyske silikonhydrogelkontaktlens te karakterisearjen dy't bedekt is mei in laach fan fertakke polymeerborstelstrukturen. Dizze metoade makket krekte bepaling fan kontaktpunten mooglik sûnder de effekten fan viskeuze ekstruzje by it benaderjen fan fertakke polymearen. Derneist makket it it mooglik om de meganyske skaaimerken fan yndividuele boarsteleminten te bepalen sûnder it effekt fan poroelastisiteit. Dit wurdt berikt troch in AFM-sonde te selektearjen mei in ûntwerp (tipgrutte, geometry en fearsnelheid) dat benammen geskikt is foar it mjitten fan 'e eigenskippen fan sêfte materialen en biologyske samples. Dizze metoade ferbetteret de gefoelichheid en krektens foar krekte mjitting fan it heul sêfte materiaal lehfilcon A, dat in ekstreem lege elastisiteitsmodulus hat op it oerflak (oant 2 kPa) en in ekstreem hege elastisiteit yn 'e ynterne (hast 100%) wetterige omjouwing. De resultaten fan 'e oerflakte-stúdzje lieten net allinich de ultra-sêfte oerflakeigenskippen fan 'e lehfilcon A-lens sjen, mar lieten ek sjen dat de modulus fan 'e fertakke polymeerborstels te fergelykjen wie mei dy fan it silisium-wetterstofsubstraat. Dizze oerflakkarakterisaasjetechnyk kin tapast wurde op oare ultra-sêfte materialen en medyske apparaten.
De meganyske eigenskippen fan materialen dy't ûntworpen binne foar direkt kontakt mei libbend weefsel wurde faak bepaald troch de biologyske omjouwing. De perfekte oerienkomst fan dizze materiaaleigenskippen helpt om de winske klinyske skaaimerken fan it materiaal te berikken sûnder negative sellulêre reaksjes te feroarsaakjen1,2,3. Foar homogene materialen yn bulk is de karakterisaasje fan meganyske eigenskippen relatyf maklik fanwegen de beskikberens fan standertprosedueres en testmetoaden (bygelyks mikro-yndrukking4,5,6). Foar ultra-sêfte materialen lykas gels, hydrogels, biopolymeren, libbene sellen, ensfh., binne dizze testmetoaden lykwols oer it algemien net fan tapassing fanwegen beheiningen fan mjitresolúsje en de inhomogeniteit fan guon materialen7. Yn 'e rin fan' e jierren binne tradisjonele yndrukkingsmetoaden oanpast en oanpast om in breed skala oan sêfte materialen te karakterisearjen, mar in protte metoaden lije noch altyd oan serieuze tekoartkommingen dy't har gebrûk beheine8,9,10,11,12,13. It gebrek oan spesjalisearre testmetoaden dy't de meganyske eigenskippen fan supersêfte materialen en oerflaklagen krekt en betrouber kinne karakterisearje, beheint har gebrûk yn ferskate tapassingen slim.
Yn ús eardere wurk yntrodusearren wy de lehfilcon A (CL) kontaktlens, in sêft heterogeen materiaal mei alle ultra-sêfte oerflakeigenskippen ôflaat fan potinsjeel biomimetyske ûntwerpen ynspirearre troch it oerflak fan it cornea fan it each. Dit biomateriaal waard ûntwikkele troch in fertakke, cross-linked polymeerlaach fan poly(2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine (MPC)) (PMPC) te enten op in silikonhydrogel (SiHy) 15 ûntworpen foar medyske apparaten basearre op. Dit entenproses makket in laach op it oerflak besteande út in heul sêfte en heul elastyske fertakke polymeerborstelstruktuer. Us eardere wurk hat befêstige dat de biomimetyske struktuer fan lehfilcon A CL superieure oerflakeigenskippen leveret lykas ferbettere bevochtiging en fersmoargingsprevensje, ferhege smering, en fermindere sel- en baktearjele adhesion 15,16. Derneist suggerearret it gebrûk en de ûntwikkeling fan dit biomimetyske materiaal ek fierdere útwreiding nei oare biomedyske apparaten. Dêrom is it krúsjaal om de oerflakeigenskippen fan dit ultra-sêfte materiaal te karakterisearjen en de meganyske ynteraksje mei it each te begripen om in wiidweidige kennisbasis te meitsjen om takomstige ûntwikkelingen en tapassingen te stypjen. De measte kommersjeel beskikbere SiHy-kontaktlenzen binne gearstald út in homogeen mingsel fan hydrofile en hydrofobe polymearen dy't in unifoarme materiaalstruktuer foarmje17. Ferskate stúdzjes binne útfierd om har meganyske eigenskippen te ûndersykjen mei tradisjonele kompresje-, trek- en mikro-yndrukkingstestmetoaden18,19,20,21. It nije biomimetyske ûntwerp fan lehfilcon A CL makket it lykwols in unyk heterogeen materiaal wêryn't de meganyske eigenskippen fan 'e fertakke polymeerborstelstrukturen signifikant ferskille fan dy fan it SiHy-basissubstraat. Dêrom is it heul lestich om dizze eigenskippen sekuer te kwantifisearjen mei konvinsjonele en yndrukkingmetoaden. In beloftefolle metoade brûkt de nanoindrukkingstestmetoade ymplementearre yn atoomkrêftmikroskopie (AFM), in metoade dy't brûkt is om de meganyske eigenskippen fan sêfte viskoelastyske materialen lykas biologyske sellen en weefsels te bepalen, lykas sêfte polymearen22,23,24,25. ,26,27,28,29,30. By AFM-nano-yndrukking wurde de fûneminten fan nanoandrukkingstesten kombineare mei de lêste foarútgong yn AFM-technology om ferhege mjitgefoelichheid en testen fan in breed oanbod fan ynherint supersêfte materialen te leverjen31,32,33,34,35,36. Derneist biedt de technology oare wichtige foardielen troch it brûken fan ferskate geometryen, indenter en sonde, en de mooglikheid om te testen yn ferskate floeibere media.
AFM-nano-yndrukking kin betingstlik ferdield wurde yn trije haadkomponinten: (1) apparatuer (sensors, detektors, sondes, ensfh.); (2) mjitparameters (lykas krêft, ferpleatsing, snelheid, rampgrutte, ensfh.); (3) Gegevensferwurking (basisline-korreksje, oanrekkingspuntskatting, gegevenspassing, modellering, ensfh.). In wichtich probleem mei dizze metoade is dat ferskate stúdzjes yn 'e literatuer dy't AFM-nano-yndrukking brûke, heul ferskillende kwantitative resultaten rapportearje foar itselde stekproef/sel/materiaaltype37,38,39,40,41. Bygelyks, Lekka et al. De ynfloed fan AFM-sondegeometry op 'e metten Young's modulus fan stekproeven fan meganysk homogene hydrogel- en heterogene sellen waard bestudearre en fergelike. Se rapportearje dat moduluswearden tige ôfhinklik binne fan cantileverseleksje en tipfoarm, mei de heechste wearde foar in piramidefoarmige sonde en de leechste wearde fan 42 foar in sferyske sonde. Op deselde wize, Selhuber-Unkel et al. It is oantoand hoe't de yndruksnelheid, yndrukgrutte en dikte fan polyacrylamide (PAAM)-monsters ynfloed hawwe op 'e Young's modulus metten troch ACM43 nanoindentaasje. In oare komplisearjende faktor is it ûntbrekken fan standert testmaterialen mei ekstreem lege modulus en frije testprosedueres. Dit makket it tige lestich om mei fertrouwen krekte resultaten te krijen. De metoade is lykwols tige nuttich foar relative mjittingen en ferlykjende evaluaasjes tusken ferlykbere stekproeftypen, bygelyks mei it brûken fan AFM nanoindentaasje om normale sellen te ûnderskieden fan kankersellen 44, 45.
By it testen fan sêfte materialen mei AFM-nano-yndrukking is in algemiene tommelfingerregel om in sonde te brûken mei in lege fearkonstante (k) dy't nau oerienkomt mei de stekproefmodulus en in healrûne/rûne punt, sadat de earste sonde de stekproefoerflakken net trochboarret by it earste kontakt mei sêfte materialen. It is ek wichtich dat it ôfbûgingssignaal dat troch de sonde generearre wurdt sterk genôch is om te wurde detektearre troch it laserdetektorsysteem24,34,46,47. Yn it gefal fan ultra-sêfte heterogene sellen, weefsels en gels is in oare útdaging om de kleefkracht tusken de sonde en it stekproefoerflak te oerwinnen om reprodusearbere en betroubere mjittingen te garandearjen48,49,50. Oant koartlyn hat it measte wurk oan AFM-nano-yndrukking him rjochte op 'e stúdzje fan it meganyske gedrach fan biologyske sellen, weefsels, gels, hydrogels en biomolekulen mei relatyf grutte sferyske sondes, meastentiids oantsjutten as kolloïdale sondes (CP's). , 47, 51, 52, 53, 54, 55. Dizze tips hawwe in straal fan 1 oant 50 µm en wurde meastentiids makke fan borosilikaatglês, polymethylmethacrylaat (PMMA), polystyreen (PS), silisiumdiokside (SiO2) en diamant-like koalstof (DLC). Hoewol CP-AFM nanoindentaasje faak de earste kar is foar karakterisaasje fan sêfte stekproeven, hat it syn eigen problemen en beheiningen. It gebrûk fan grutte, mikron-grutte sferyske tips fergruttet it totale kontaktgebiet fan 'e tip mei it stekproef en resulteart yn in signifikant ferlies fan romtlike resolúsje. Foar sêfte, inhomogene eksimplaren, wêr't de meganyske eigenskippen fan lokale eleminten signifikant kinne ferskille fan it gemiddelde oer in breder gebiet, kin CP-indentaasje elke inhomogeniteit yn eigenskippen op in lokale skaal ferbergje52. Kolloïdale sondes wurde typysk makke troch mikron-grutte kolloïdale sfearen te befestigjen oan tipleaze cantilevers mei epoxylijmen. It produksjeproses sels is fol mei problemen en kin liede ta ynkonsistinsjes yn it kalibraasjeproses fan 'e sonde. Derneist beynfloedzje de grutte en massa fan kolloïdale dieltsjes direkt de wichtichste kalibraasjeparameters fan 'e cantilever, lykas resonânsjefrekwinsje, fearstijfheid en ôfbûgingsgefoelichheid56,57,58. Sa kinne gewoan brûkte metoaden foar konvinsjonele AFM-sondes, lykas temperatuerkalibraasje, miskien gjin krekte kalibraasje foar CP leverje, en oare metoaden kinne nedich wêze om dizze korreksjes út te fieren57, 59, 60, 61. Typyske CP-yndrukeksperiminten brûke grutte ôfwikingen fan 'e cantilever om de eigenskippen fan sêfte samples te bestudearjen, wat in oar probleem skept by it kalibrearjen fan it net-lineare gedrach fan 'e cantilever by relatyf grutte ôfwikingen62,63,64. Moderne kolloïdale sonde-yndrukmetoaden hâlde meastentiids rekken mei de geometry fan 'e cantilever dy't brûkt wurdt om de sonde te kalibrearjen, mar negearje de ynfloed fan kolloïdale dieltsjes, wat ekstra ûnwissichheid skept yn 'e krektens fan' e metoade38,61. Op deselde wize binne elastyske moduli berekkene troch kontaktmodelfitting direkt ôfhinklik fan 'e geometry fan' e yndrukkingssonde, en in ferskil tusken tip- en stekproefoerflakkarakteristiken kin liede ta ûnkrektens27, 65, 66, 67, 68. Guon resint wurk fan Spencer et al. De faktoaren dy't rekken mei holden wurde moatte by it karakterisearjen fan sêfte polymeerboarstels mei de CP-AFM nanoindentaasjemetoade wurde markearre. Se rapportearren dat it behâld fan in viskeuze floeistof yn polymeerboarstels as funksje fan snelheid resulteart yn in tanimming fan 'e kopbelesting en dus ferskillende mjittingen fan snelheidsôfhinklike eigenskippen30,69,70,71.
Yn dizze stúdzje hawwe wy de oerflakmodulus fan it ultra-sêfte, heech-elastyske materiaal lehfilcon A CL karakterisearre mei in oanpaste AFM-nano-yndrukkingsmetoade. Mei it each op de eigenskippen en nije struktuer fan dit materiaal is it gefoelichheidsberik fan 'e tradisjonele yndrukkingsmetoade dúdlik net genôch om de modulus fan dit ekstreem sêfte materiaal te karakterisearjen, dus is it needsaaklik om in AFM-nano-yndrukkingsmetoade te brûken mei hegere gefoelichheid en legere gefoelichheidsnivo. Nei it besjen fan 'e tekoartkommingen en problemen fan besteande kolloïdale AFM-sonde-nano-yndrukkingstechniken, litte wy sjen wêrom't wy in lytsere, oanpast ûntworpen AFM-sonde keazen hawwe om gefoelichheid, eftergrûnlûd, krekt kontaktpunt te eliminearjen, snelheidsmodulus fan sêfte heterogene materialen te mjitten, lykas floeistofbehâldôfhinklikens, en krekte kwantifikaasje. Derneist koene wy ​​de foarm en ôfmjittings fan 'e yndrukkingspunt sekuer mjitte, wêrtroch't wy it kegel-sfear-fitmodel brûke kinne om de elastisiteitsmodulus te bepalen sûnder it kontaktgebiet fan 'e punt mei it materiaal te beoardieljen. De twa ymplisite oannames dy't yn dit wurk kwantifisearre binne, binne de folslein elastyske materiaaleigenskippen en de yndrukkingsdjipte-ûnôfhinklike modulus. Mei dizze metoade hawwe wy earst ultra-sêfte standerts mei in bekende modulus testen om de metoade te kwantifisearjen, en doe dizze metoade brûkt om de oerflakken fan twa ferskillende kontaktlensmaterialen te karakterisearjen. Dizze metoade foar it karakterisearjen fan AFM-nano-yndrukoerflakken mei ferhege gefoelichheid wurdt ferwachte fan tapassing te wêzen op in breed skala oan biomimetyske heterogene ultra-sêfte materialen mei potinsjeel gebrûk yn medyske apparaten en biomedyske tapassingen.
Lehfilcon A kontaktlenzen (Alcon, Fort Worth, Teksas, Feriene Steaten) en harren silikon hydrogel substraten waarden keazen foar nanoindentaasje eksperiminten. In spesjaal ûntworpen lensbefestiging waard brûkt yn it eksperimint. Om de lens te ynstallearjen foar testen, waard it foarsichtich op 'e koepelfoarmige stand pleatst, wêrby't derfoar soarge waard dat der gjin luchtbellen binnenkamen, en doe mei de rânen fêstmakke. In gat yn 'e befestiging oan' e boppekant fan 'e lenshâlder biedt tagong ta it optyske sintrum fan' e lens foar nanoindentaasje eksperiminten, wylst de floeistof op syn plak hâlden wurdt. Dit hâldt de lenzen folslein hydratisearre. 500 μl kontaktlensferpakkingsoplossing waard brûkt as testoplossing. Om de kwantitative resultaten te ferifiearjen, waarden kommersjeel beskikbere net-aktivearre polyacrylamide (PAAM) hydrogels taret fan in polyacrylamide-co-methyleen-bisacrylamide gearstalling (100 mm Petrisoft Petri skûtels, Matrigen, Irvine, CA, Feriene Steaten), in bekende elastyske modulus fan 1 kPa. Brûk 4-5 drippen (sawat 125 µl) fosfaatbufferde sâltwetteroplossing (PBS fan Corning Life Sciences, Tewkesbury, MA, Feriene Steaten) en 1 drip OPTI-FREE Puremoist kontaktlensoplossing (Alcon, Vaud, TX, Feriene Steaten) op 'e AFM hydrogel-probe-ynterface.
Samples fan Lehfilcon A CL- en SiHy-substraten waarden fisualisearre mei in FEI Quanta 250 Field Emission Scanning Electron Microscope (FEG SEM)-systeem foarsjoen fan in Scanning Transmission Electron Microscope (STEM)-detektor. Om de samples ta te rieden, waarden de lenzen earst wosken mei wetter en yn taartfoarmige wiggen snien. Om in differinsjaal kontrast te berikken tusken de hydrofile en hydrofobe komponinten fan 'e samples, waard in 0,10% stabilisearre oplossing fan RuO4 brûkt as kleurstof, wêryn't de samples 30 minuten ûnderdompele waarden. De lehfilcon A CL RuO4-kleuring is net allinich wichtich om ferbettere differinsjaal kontrast te berikken, mar helpt ek om de struktuer fan 'e fertakke polymeerkwasten yn har oarspronklike foarm te behâlden, dy't dan sichtber binne op STEM-ôfbyldings. Se waarden doe wosken en dehydratisearre yn in searje ethanol/wettermingsels mei tanimmende ethanolkonsintraasje. De samples waarden doe getten mei EMBed 812/Araldite-epoxy, dy't oernachtich by 70 °C útharde. Stekproefblokken dy't krigen waarden troch harspolymerisaasje waarden snien mei in ultramikrotoom, en de resultearjende tinne seksjes waarden visualisearre mei in STEM-detektor yn leechfakuümmodus by in fersnellingsspanning fan 30 kV. Itselde SEM-systeem waard brûkt foar detaillearre karakterisaasje fan 'e PFQNM-LC-A-CAL AFM-sonde (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, Feriene Steaten). SEM-ôfbyldings fan 'e AFM-sonde waarden krigen yn in typyske heechfakuümmodus mei in fersnellingsspanning fan 30 kV. Meitsje ôfbyldings ûnder ferskate hoeken en fergruttings om alle details fan 'e foarm en grutte fan' e AFM-sondepunt fêst te lizzen. Alle tipôfmjittings fan belang yn 'e ôfbyldings waarden digitaal metten.
In atoomkrêftmikroskoop fan Dimension FastScan Bio Icon (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, Feriene Steaten) mei "PeakForce QNM yn Fluid" modus waard brûkt om lehfilcon A CL, SiHy-substraat en PAAm hydrogel-monsters te visualisearjen en nano-yndentearjen. Foar ôfbyldingseksperiminten waard in PEAKFORCE-HIRS-FA-sonde (Bruker) mei in nominale tipradius fan 1 nm brûkt om ôfbyldings mei hege resolúsje fan it monster te meitsjen mei in scansnelheid fan 0,50 Hz. Alle ôfbyldings waarden makke yn wetterige oplossing.
AFM-nano-yndruk-eksperiminten waarden útfierd mei in PFQNM-LC-A-CAL-sonde (Bruker). De AFM-sonde hat in silikonpunt op in nitride-kantilever fan 345 nm dik, 54 µm lang en 4,5 µm breed mei in resonânsjefrekwinsje fan 45 kHz. It is spesifyk ûntworpen om sêfte biologyske samples te karakterisearjen en kwantitative nanomechanyske mjittingen út te fieren. De sensoren wurde yndividueel kalibrearre yn 'e fabryk mei foarkalibrearre fearynstellingen. De fearkonstanten fan 'e sondes dy't yn dizze stúdzje brûkt waarden, wiene yn it berik fan 0,05–0,1 N/m. Om de foarm en grutte fan 'e punt sekuer te bepalen, waard de sonde yn detail karakterisearre mei SEM. Op fig. 1a toant figuer 1a in scanning-elektronenmikrograaf mei hege resolúsje en lege fergrutting fan 'e PFQNM-LC-A-CAL-sonde, dy't in holistisch sicht jout op it ûntwerp fan 'e sonde. Op fig. 1b toant in fergrutte sicht op 'e boppekant fan 'e sondepunt, dy't ynformaasje jout oer de foarm en grutte fan 'e punt. Oan it uterste ein is de nulle in healrûn mei in diameter fan sawat 140 nm (Fig. 1c). Hjirûnder tapst de punt ta yn in konyske foarm, en berikt in mjitten lingte fan sawat 500 nm. Bûten it tapsjende gebiet is de punt silindrysk en einiget yn in totale tiplingte fan 1,18 µm. Dit is it wichtichste funksjonele diel fan 'e sondepunt. Derneist waard in grutte sferyske polystyreen (PS) sonde (Novascan Technologies, Inc., Boone, Iowa, Feriene Steaten) mei in tipdiameter fan 45 µm en in fearkonstante fan 2 N/m ek brûkt foar testen as in kolloïdale sonde. Mei PFQNM-LC-A-CAL 140 nm sonde foar fergeliking.
Der is rapportearre dat floeistof finzen wurde kin tusken de AFM-sonde en de polymeerboarstelstruktuer tidens nanoindentaasje, wat in opwaartse krêft útoefenet op 'e AFM-sonde foardat it eins it oerflak rekket69. Dit viskeuze ekstruzje-effekt troch floeistofbehâld kin it skynbere kontaktpunt feroarje, wêrtroch't de mjittingen fan 'e oerflakmodulus beynfloede wurde. Om it effekt fan 'e sondegeometry en yndruksnelheid op floeistofbehâld te bestudearjen, waarden yndrukkrêftkrommen plot foar lehfilcon A CL-samples mei in sonde mei in diameter fan 140 nm by konstante ferpleatsingssnelheden fan 1 µm/s en 2 µm/s. Sondediameter 45 µm, fêste krêftynstelling 6 nN berikt by 1 µm/s. Eksperiminten mei in sonde fan 140 nm yn diameter waarden útfierd mei in yndruksnelheid fan 1 µm/s en in ynstelde krêft fan 300 pN, keazen om in kontaktdruk te meitsjen binnen it fysiologyske berik (1–8 kPa) fan it boppeste eachlid. druk 72. Sêfte, klearmakke samples fan PAA-hydrogel mei in druk fan 1 kPa waarden test op in yndrukkrêft fan 50 pN mei in snelheid fan 1 μm/s mei in sonde mei in diameter fan 140 nm.
Om't de lingte fan it konyske diel fan 'e punt fan' e PFQNM-LC-A-CAL-sonde sawat 500 nm is, kin foar elke yndrukdjipte < 500 nm feilich oannommen wurde dat de geometry fan 'e sonde tidens yndruk trou bliuwt oan syn kegelfoarm. Derneist wurdt oannommen dat it oerflak fan it testmateriaal in omkearbere elastyske reaksje sil sjen litte, wat ek yn 'e folgjende seksjes befestige wurdt. Dêrom hawwe wy, ôfhinklik fan 'e foarm en grutte fan' e punt, keazen foar it kegel-sfear-fittingmodel ûntwikkele troch Briscoe, Sebastian en Adams, dat beskikber is yn 'e software fan' e leveransier, om ús AFM-nano-yndrukeksperiminten te ferwurkjen (NanoScope). Skiedingsgegevensanalysesoftware, Bruker) 73. It model beskriuwt de krêft-ferpleatsingsrelaasje F(δ) foar in kegel mei in sferysk topdefekt. Op fig. Figuer 2 lit de kontaktgeometrie sjen tidens de ynteraksje fan in stive kegel mei in sferyske punt, wêrby't R de straal fan 'e sferyske punt is, a de kontaktradius, b de kontaktradius oan 'e ein fan 'e sferyske punt, δ de kontaktradius, yndrukdjipte, θ de heale hoeke fan 'e kegel. De SEM-ôfbylding fan dizze sonde lit dúdlik sjen dat de sferyske punt mei in diameter fan 140 nm tangentiaal oergiet yn in kegel, dus hjir wurdt b allinich definiearre troch R, d.w.s. b = R cos θ. De troch de leveransier levere software leveret in kegel-sfear relaasje om Young's modulus (E) wearden te berekkenjen út krêftskiedingsgegevens, oannimmend dat a > b. Relaasje:
wêrby't F de yndrukkrêft is, E de Young's modulus, en ν de Poisson-ferhâlding. De kontaktradius a kin wurde skatte mei:
Skema fan 'e kontaktgeometrie fan in stive kegel mei in sferyske punt dy't yn it materiaal fan in Lefilcon-kontaktlens parse is mei in oerflaklaach fan fertakke polymeerborstels.
As a ≤ b, dan redusearret de relaasje ta de fergeliking foar in konvinsjonele sferyske yndrukker;
Wy leauwe dat de ynteraksje fan 'e yndruksonde mei de fertakke struktuer fan 'e PMPC-polymeerboarstel derfoar soarget dat de kontaktradius a grutter is as de sferyske kontaktradius b. Dêrom hawwe wy foar alle kwantitative mjittingen fan 'e elastyske modulus dy't yn dizze stúdzje útfierd binne, de ôfhinklikens brûkt dy't krigen is foar it gefal a > b.
De ultrasêfte biomimetyske materialen dy't yn dizze stúdzje bestudearre binne, waarden wiidweidich ôfbylde mei scanning transmission electron microscopy (STEM) fan 'e dwerssnit fan it stekproef en atoomkrêftmikroskopie (AFM) fan it oerflak. Dizze detaillearre oerflakkarakterisaasje waard útfierd as in útwreiding fan ús earder publisearre wurk, wêryn't wy bepaalden dat de dynamysk fertakke polymere boarstelstruktuer fan it PMPC-modifisearre lehfilcon A CL-oerflak ferlykbere meganyske eigenskippen sjen liet as native corneaweefsel 14. Om dizze reden ferwize wy nei kontaktlensoerflakken as biomimetyske materialen 14. Op fig. 3a, b litte dwerssnitten sjen fan fertakke PMPC-polymeerboarstelstruktueren op it oerflak fan respektivelik in lehfilcon A CL-substraat en in ûnbehannele SiHy-substraat. De oerflakken fan beide stekproeven waarden fierder analysearre mei AFM-ôfbyldings mei hege resolúsje, dy't de resultaten fan 'e STEM-analyze fierder befêstigen (Fig. 3c, d). Tegearre jouwe dizze ôfbyldings in ungefeare lingte fan 'e PMPC-fertakke polymere boarstelstruktuer by 300-400 nm, wat kritysk is foar it ynterpretearjen fan AFM-nano-yndrukmjittingen. In oare wichtige observaasje ôflaat fan 'e ôfbyldings is dat de algemiene oerflakstruktuer fan it CL-biomimetyske materiaal morfologysk oars is as dy fan it SiHy-substraatmateriaal. Dit ferskil yn har oerflakmorfology kin dúdlik wurde tidens har meganyske ynteraksje mei de yndrukkende AFM-sonde en dêrnei yn 'e metten moduluswearden.
STEM-ôfbyldings fan dwerssnit fan (a) lehfilcon A CL en (b) SiHy-substraat. Skaalbalke, 500 nm. AFM-ôfbyldings fan it oerflak fan it lehfilcon A CL-substraat (c) en it basis SiHy-substraat (d) (3 µm × 3 µm).
Bio-ynspirearre polymearen en polymearboarstelstrukturen binne ynherint sêft en binne breed bestudearre en brûkt yn ferskate biomedyske tapassingen74,75,76,77. Dêrom is it wichtich om de AFM-nano-yndentaasjemetoade te brûken, dy't har meganyske eigenskippen sekuer en betrouber mjitte kin. Mar tagelyk meitsje de unike eigenskippen fan dizze ultra-sêfte materialen, lykas ekstreem lege elastyske modulus, hege floeistofynhâld en hege elastisiteit, it faak lestich om it juste materiaal, de juste foarm en grutte fan 'e yndruksonde te kiezen. Dit is wichtich, sadat de yndrukprobe it sêfte oerflak fan it stekproef net trochboarret, wat soe liede ta flaters by it bepalen fan it kontaktpunt mei it oerflak en it kontaktgebiet.
Hjirfoar is in wiidweidich begryp fan 'e morfology fan ultra-sêfte biomimetyske materialen (lehfilcon A CL) essensjeel. Ynformaasje oer de grutte en struktuer fan 'e fertakke polymeerboarstels dy't krigen binne mei de ôfbyldingsmetoade foarmet de basis foar de meganyske karakterisaasje fan it oerflak mei AFM-nano-yndentaasjetechniken. Ynstee fan mikrongrutte sferyske kolloïdale sondes hawwe wy keazen foar de PFQNM-LC-A-CAL silisiumnitridesonde (Bruker) mei in tipdiameter fan 140 nm, spesjaal ûntworpen foar kwantitative mapping fan 'e meganyske eigenskippen fan biologyske samples 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84 De reden foar it brûken fan relatyf skerpe sondes yn ferliking mei konvinsjonele kolloïdale sondes kin ferklearre wurde troch de strukturele skaaimerken fan it materiaal. As wy de tipgrutte fan 'e sonde (~140 nm) fergelykje mei de fertakke polymeerboarstels op it oerflak fan CL lehfilcon A, werjûn yn Fig. 3a, kin konkludearre wurde dat de tip grut genôch is om yn direkt kontakt te kommen mei dizze boarstelstrukturen, wat de kâns ferminderet dat de tip der trochhinne giet. Om dit punt te yllustrearjen, is yn Fig. 4 in STEM-ôfbylding fan 'e lehfilcon A CL en de yndruktende tip fan 'e AFM-sonde (op skaal tekene).
Skematyske werjefte fan STEM-ôfbylding fan lehfilcon A CL en in ACM-yndruksonde (op skaal tekene).
Derneist is de tipgrutte fan 140 nm lyts genôch om it risiko fan ien fan 'e kleverige ekstruzje-effekten te foarkommen dy't earder rapportearre binne foar polymearboarstels produsearre troch de CP-AFM nanoindentaasjemetoade69,71. Wy nimme oan dat fanwegen de spesjale kegel-sferyske foarm en relatyf lytse grutte fan dizze AFM-tip (Fig. 1), de aard fan 'e krêftkromme generearre troch lehfilcon A CL nanoindentaasje net ôfhinklik is fan 'e yndruksnelheid of de laad-/ûntlaadsnelheid. Dêrom wurdt it net beynfloede troch poroelastyske effekten. Om dizze hypoteze te testen, waarden lehfilcon A CL-samples yndrukt mei in fêste maksimale krêft mei in PFQNM-LC-A-CAL-sonde, mar mei twa ferskillende snelheden, en de resultearjende trek- en ynlûkkrêftkrommen waarden brûkt om de krêft (nN) yn skieding (µm) te plotten, wurdt werjûn yn figuer 5a. It is dúdlik dat de krêftkrommen by it laden en lossen inoar folslein oerlaapje, en der is gjin dúdlik bewiis dat de krêftskuor by nul yndrukdjipte tanimt mei yndruksnelheid yn 'e figuer, wat suggerearret dat de yndividuele boarsteleminten karakterisearre waarden sûnder in poroelastysk effekt. Yn tsjinstelling binne floeistofretinsjeeffekten (viskeuze ekstruzje en poroelastisiteitseffekten) dúdlik foar de AFM-sonde mei in diameter fan 45 µm by deselde yndruksnelheid en wurde markearre troch de hysterese tusken de strek- en ynlûkkrommen, lykas te sjen is yn figuer 5b. Dizze resultaten stypje de hypoteze en suggerearje dat sondes mei in diameter fan 140 nm in goede kar binne foar it karakterisearjen fan sokke sêfte oerflakken.
lehfilcon A CL yndrukkrêftkrommen mei ACM; (a) mei in sonde mei in diameter fan 140 nm by twa ladingssnelheden, wat de ôfwêzigens fan in poroelastysk effekt tidens oerflakyndrukking demonstrearret; (b) mei sondes mei in diameter fan 45 µm en 140 nm. s litte de effekten sjen fan viskeuze ekstruzje en poroelastisiteit foar grutte sondes yn ferliking mei lytsere sondes.
Om ultrasêfte oerflakken te karakterisearjen, moatte AFM-nano-yndrukkingsmetoaden de bêste sonde hawwe om de eigenskippen fan it materiaal ûnder stúdzje te bestudearjen. Neist de foarm en grutte fan 'e tip spylje de gefoelichheid fan it AFM-detektorsysteem, de gefoelichheid foar tip-ôfbûging yn 'e testomjouwing, en de stivens fan 'e cantilever in wichtige rol by it bepalen fan 'e krektens en betrouberens fan nanoindrukkingsmjittingen. Foar ús AFM-systeem is de deteksjelimyt fan 'e Posysjegefoelige Detektor (PSD) sawat 0,5 mV en is basearre op 'e foarkalibrearre fearsnelheid en de berekkene gefoelichheid foar floeistofôfbûging fan 'e PFQNM-LC-A-CAL-sonde, dy't oerienkomt mei de teoretyske ladinggefoelichheid. is minder as 0,1 pN. Dêrom makket dizze metoade de mjitting fan in minimale yndrukkingskrêft ≤ 0,1 pN mooglik sûnder perifeare lûdskomponint. It is lykwols hast ûnmooglik foar in AFM-systeem om perifeare lûd nei dit nivo te ferminderjen fanwegen faktoaren lykas meganyske trilling en floeistofdynamika. Dizze faktoaren beheine de algemiene gefoelichheid fan 'e AFM-nano-yndentaasjemetoade en resultearje ek yn in eftergrûnrûssignaal fan sawat ≤ 10 pN. Foar oerflakkarakterisaasje waarden lehfilcon A CL- en SiHy-substraatmonsters yndrukt ûnder folslein hydratisearre omstannichheden mei in 140 nm-sonde foar SEM-karakterisaasje, en de resultearjende krêftkurven waarden superimposearre tusken krêft (pN) en druk. De skiedingsplot (µm) wurdt werjûn yn figuer 6a. Yn ferliking mei it SiHy-basissubstraat lit de lehfilcon A CL-krêftkurve dúdlik in oergongsfaze sjen dy't begjint by it kontaktpunt mei de foarke polymeerborstel en einiget mei in skerpe feroaring yn 'e helling dy't it kontakt fan 'e punt mei it ûnderlizzende materiaal markearret. Dit oergongsdiel fan 'e krêftkurve markearret it wirklik elastyske gedrach fan 'e fertakke polymeerborstel op it oerflak, lykas bliken docht út 'e kompresjekurve dy't de spanningskurve nau folget en it kontrast yn meganyske eigenskippen tusken de boarstelstruktuer en it grutte SiHy-materiaal. By it fergelykjen fan lefilcon. Skieding fan 'e gemiddelde lingte fan in fertakke polymeerboarstel yn 'e STEM-ôfbylding fan 'e PCS (Fig. 3a) en syn krêftkromme lâns de abscis yn Fig. 3a. 6a lit sjen dat de metoade yn steat is om de punt en it fertakke polymeer te detektearjen dy't de heule boppekant fan it oerflak berikke. Kontakt tusken boarstelstrukturen. Derneist jout in nauwe oerlaap fan 'e krêftkrommen gjin floeistofretinsjeeffekt oan. Yn dit gefal is der absolút gjin adhesion tusken de nulle en it oerflak fan it stekproef. De boppeste seksjes fan 'e krêftkrommen foar de twa stekproeven oerlaapje inoar, wat de oerienkomst fan 'e meganyske eigenskippen fan 'e substraatmaterialen reflektearret.
(a) AFM-nano-yndrukkrêftkurven foar lehfilcon A CL-substraten en SiHy-substraten, (b) krêftkurven dy't kontaktpuntskatting sjen litte mei de eftergrûnrûsdrompelmetoade.
Om de finer details fan 'e krêftkromme te bestudearjen, wurdt de spanningkromme fan it lehfilcon A CL-monster opnij plot yn Fig. 6b mei in maksimale krêft fan 50 pN lâns de y-as. Dizze grafyk jout wichtige ynformaasje oer de orizjinele eftergrûnrûs. De rûs leit yn it berik fan ±10 pN, wat brûkt wurdt om it kontaktpunt sekuer te bepalen en de yndrukdjipte te berekkenjen. Lykas rapportearre yn 'e literatuer, is de identifikaasje fan kontaktpunten krúsjaal om materiaaleigenskippen lykas modulus85 sekuer te beoardieljen. In oanpak dy't automatyske ferwurking fan krêftkrommegegevens omfettet, hat in ferbettere fit sjen litten tusken gegevensfitting en kwantitative mjittingen foar sêfte materialen86. Yn dit wurk is ús kar foar kontaktpunten relatyf ienfâldich en objektyf, mar it hat syn beheiningen. Us konservative oanpak foar it bepalen fan it kontaktpunt kin resultearje yn wat oerskatte moduluswearden foar lytsere yndrukdjipten (< 100 nm). It gebrûk fan algoritme-basearre oanraakpuntdeteksje en automatisearre gegevensferwurking koe in fuortsetting wêze fan dit wurk yn 'e takomst om ús metoade fierder te ferbetterjen. Sa definiearje wy, foar yntrinsyke eftergrûnlûd yn 'e oarder fan ±10 pN, it kontaktpunt as it earste gegevenspunt op 'e x-as yn figuer 6b mei in wearde fan ≥10 pN. Dan, yn oerienstimming mei de lûdsdrompel fan 10 pN, markearret in fertikale line op it nivo fan ~0,27 µm it kontaktpunt mei it oerflak, wêrnei't de strekkromme trochgiet oant it substraat de yndrukdjipte fan ~270 nm berikt. Nijsgjirrich is dat, basearre op 'e grutte fan' e fertakke polymeerborstelfunksjes (300–400 nm) metten mei de ôfbyldingsmetoade, de yndrukdjipte fan it CL lehfilcon A-monster waarnommen mei de eftergrûnlûdsdrompelmetoade sawat 270 nm is, wat tige ticht by de mjitgrutte mei STEM leit. Dizze resultaten befêstigje fierder de kompatibiliteit en tapassing fan 'e foarm en grutte fan' e AFM-sondepunt foar yndruk fan dizze heul sêfte en heul elastyske fertakke polymeerborstelstruktuer. Dizze gegevens leverje ek sterk bewiis om ús metoade te stypjen om eftergrûnlûd te brûken as in drompel foar it oanwizen fan kontaktpunten. Sa moatte alle kwantitative resultaten dy't wurde krigen út wiskundige modellering en krêftkromme-oanpassing relatyf krekt wêze.
Kwantitative mjittingen mei AFM-nano-yndrukkingsmetoaden binne folslein ôfhinklik fan 'e wiskundige modellen dy't brûkt wurde foar gegevensseleksje en neifolgjende analyze. Dêrom is it wichtich om alle faktoaren te beskôgjen dy't relatearre binne oan 'e kar fan yndrukker, materiaaleigenskippen en de meganika fan har ynteraksje foardat in bepaald model keazen wurdt. Yn dit gefal waard de tipgeometry sekuer karakterisearre mei SEM-mikrografen (Fig. 1), en basearre op 'e resultaten is de AFM-nano-yndrukkingssonde mei in diameter fan 140 nm mei in hurde kegel en sferyske tipgeometry in goede kar foar it karakterisearjen fan lehfilcon A CL79-samples. In oare wichtige faktor dy't sekuer evaluearre wurde moat, is de elastisiteit fan it polymearmateriaal dat test wurdt. Hoewol de earste gegevens fan nanoindrukking (Figs. 5a en 6a) dúdlik de skaaimerken fan 'e oerlaap fan' e spanning- en kompresjekurven sketse, d.w.s. it folsleine elastyske herstel fan it materiaal, is it ekstreem wichtich om de suver elastyske aard fan 'e kontakten te befêstigjen. Hjirfoar waarden twa opienfolgjende yndrukkingen útfierd op deselde lokaasje op it oerflak fan it lehfilcon A CL-monster mei in yndrukkingssnelheid fan 1 µm/s ûnder folsleine hydrataasjeomstannichheden. De resultearjende krêftkrommegegevens wurde werjûn yn fig. 7 en, lykas ferwachte, binne de útwreidings- en kompresjekrommen fan 'e twa prints hast identyk, wat de hege elastisiteit fan 'e fertakke polymeerborstelstruktuer markearret.
Twa yndrukkrêftkrommen op deselde lokaasje op it oerflak fan lehfilcon A CL jouwe de ideale elastisiteit fan it lensoerflak oan.
Op basis fan ynformaasje dy't krigen is fan SEM- en STEM-ôfbyldings fan 'e sondepunt en it lehfilcon A CL-oerflak, respektivelik, is it kegel-sfearmodel in ridlike wiskundige foarstelling fan 'e ynteraksje tusken de AFM-sondepunt en it sêfte polymeermateriaal dat wurdt test. Derneist jilde foar dit kegel-sfearmodel de fûnemintele oannames oer de elastyske eigenskippen fan it yndrukte materiaal foar dit nije biomimetyske materiaal en wurde brûkt om de elastyske modulus te kwantifisearjen.
Nei in wiidweidige evaluaasje fan 'e AFM-nano-yndrukkingsmetoade en har komponinten, ynklusyf de eigenskippen fan 'e yndrukkingssonde (foarm, grutte en fearstyfheid), gefoelichheid (eftergrûnlûd en kontaktpuntskatting), en gegevenspassingsmodellen (kwantitative modulusmjittingen), waard de metoade brûkt om kommersjeel beskikbere ultra-sêfte samples te karakterisearjen om kwantitative resultaten te ferifiearjen. In kommersjele polyacrylamide (PAAM) hydrogel mei in elastyske modulus fan 1 kPa waard ûnder hydratisearre omstannichheden test mei in 140 nm sonde. Details fan moduletesten en berekkeningen wurde jûn yn 'e Oanfoljende Ynformaasje. De resultaten lieten sjen dat de gemiddelde mjitten modulus 0,92 kPa wie, en de %RSD en persintaazje (%) ôfwiking fan 'e bekende modulus wiene minder as 10%. Dizze resultaten befêstigje de krektens en reprodusearberens fan 'e AFM-nano-yndrukkingsmetoade dy't yn dit wurk brûkt wurdt om de moduli fan ultra-sêfte materialen te mjitten. De oerflakken fan 'e lehfilcon A CL-samples en it SiHy-basissubstraat waarden fierder karakterisearre mei deselde AFM-nano-yndrukkingsmetoade om de skynbere kontaktmodulus fan it ultra-sêfte oerflak te bestudearjen as funksje fan yndrukkingsdjipte. Yndrukkrêftskiedingskrommen waarden generearre foar trije eksimplaren fan elk type (n = 3; ien yndruk per eksimplaar) by in krêft fan 300 pN, in snelheid fan 1 µm/s, en folsleine hydrataasje. De yndrukkrêftdielingskromme waard benadere mei in kegel-sfearmodel. Om de modulus te krijen dy't ôfhinklik is fan 'e yndrukdjipte, waard in 40 nm breed diel fan 'e krêftkromme ynsteld by elke ynkrement fan 20 nm begjinnend fan it kontaktpunt, en waarden de modulus by elke stap fan 'e krêftkromme metten. Spin Cy et al. In ferlykbere oanpak is brûkt om de modulusgradiënt fan poly(laurylmethacrylaat) (P12MA) polymeerborstels te karakterisearjen mei kolloïdale AFM-sonde-nano-yndruk, en se binne yn oerienstimming mei gegevens mei it Hertz-kontaktmodel. Dizze oanpak leveret in plot fan skynbere kontaktmodulus (kPa) versus yndrukdjipte (nm), lykas werjûn yn figuer 8, dy't de skynbere kontaktmodulus/djiptegradiënt yllustrearret. De berekkene elastyske modulus fan it CL lehfilcon A-monster leit yn it berik fan 2-3 kPa binnen de boppeste 100 nm fan it monster, wêrnei't it begjint ta te nimmen mei de djipte. Oan 'e oare kant, by it testen fan it SiHy-basissubstraat sûnder in boarstelfoarmige film op it oerflak, is de maksimale yndrukdjipte dy't berikt wurdt by in krêft fan 300 pN minder as 50 nm, en de moduluswearde dy't út 'e gegevens krigen wurdt is sawat 400 kPa, wat te fergelykjen is mei de wearden fan Young's modulus foar bulkmaterialen.
Skynbere kontaktmodulus (kPa) vs. yndrukkingdjipte (nm) foar lehfilcon A CL- en SiHy-substraten mei gebrûk fan 'e AFM-nano-yndrukkingsmetoade mei kegel-sfeargeometry om modulus te mjitten.
It boppeste oerflak fan 'e nije biomimetyske fertakke polymeerborstelstruktuer toant in ekstreem lege elastisiteitsmodulus (2-3 kPa). Dit sil oerienkomme mei it frij hingjende ein fan 'e foarke polymeerborstel lykas te sjen is yn 'e STEM-ôfbylding. Hoewol d'r wat bewiis is fan in modulusgradiënt oan 'e bûtenste râne fan' e CL, is it wichtichste substraat mei hege modulus mear ynfloedryk. De boppeste 100 nm fan it oerflak leit lykwols binnen 20% fan 'e totale lingte fan' e fertakke polymeerborstel, dus it is ridlik om oan te nimmen dat de mjitten wearden fan 'e modulus yn dit yndrukdjipteberik relatyf krekt binne en net sterk ôfhinklik binne fan it effekt fan it ûnderste objekt.
Troch it unike biomimetyske ûntwerp fan lehfilcon A kontaktlenzen, besteande út fertakke PMPC-polymeerborstelstrukturen dy't op it oerflak fan SiHy-substraten yntakt binne, is it tige lestich om de meganyske eigenskippen fan har oerflakstrukturen betrouber te karakterisearjen mei tradisjonele mjitmetoaden. Hjir presintearje wy in avansearre AFM-nano-yndentaasjemetoade foar it krekt karakterisearjen fan ultra-sêfte materialen lykas lefilcon A mei in hege wetterynhâld en ekstreem hege elastisiteit. Dizze metoade is basearre op it gebrûk fan in AFM-sonde waans tipgrutte en geometry soarchfâldich keazen binne om oerien te kommen mei de strukturele dimensjes fan 'e ultra-sêfte oerflakkenmerken dy't moatte wurde yndrukt. Dizze kombinaasje fan dimensjes tusken sonde en struktuer soarget foar ferhege gefoelichheid, wêrtroch wy de lege modulus en inherente elastyske eigenskippen fan fertakke polymeerborsteleleminten kinne mjitte, nettsjinsteande poro-elastyske effekten. De resultaten lieten sjen dat de unike fertakke PMPC-polymeerborstels dy't karakteristyk binne foar it lensoerflak in ekstreem lege elastisiteitsmodulus (oant 2 kPa) en in tige hege elastisiteit (hast 100%) hiene by testen yn in wetterige omjouwing. De resultaten fan AFM-nano-yndrukking hawwe ús ek tastien om de skynbere kontaktmodulus/djiptegradiïnt (30 kPa/200 nm) fan it biomimetyske lensoerflak te karakterisearjen. Dizze gradiïnt kin te tankjen wêze oan it ferskil yn modulus tusken de fertakke polymeerboarstels en it SiHy-substraat, of de fertakke struktuer/tichtens fan 'e polymeerboarstels, of in kombinaasje dêrfan. Fierdere yngeande stúdzjes binne lykwols nedich om de relaasje tusken struktuer en eigenskippen folslein te begripen, benammen it effekt fan boarsteltakking op meganyske eigenskippen. Ferlykbere mjittingen kinne helpe by it karakterisearjen fan 'e meganyske eigenskippen fan it oerflak fan oare ultra-sêfte materialen en medyske apparaten.
Datasets dy't generearre en/of analysearre binne tidens de hjoeddeiske stúdzje binne op ridlik fersyk beskikber fan 'e respektive auteurs.
Rahmati, M., Silva, EA, Reseland, JE, Hayward, K. en Haugen, HJ Biologyske reaksjes op fysike en gemyske eigenskippen fan oerflakken fan biomaterialen. Chemical. Society. Ed. 49, 5178–5224 (2020).
Chen, FM en Liu, X. Ferbettering fan minsklik ôflaat biomaterialen foar tissue engineering. programmearring. polymeer. de wittenskip. 53, 86 (2016).
Sadtler, K. et al. Untwerp, klinyske ymplemintaasje en ymmúnreaksje fan biomaterialen yn regenerative medisinen. National Matt Rev. 1, 16040 (2016).
Oliver WK en Farr GM In ferbettere metoade foar it bepalen fan hurdens en elastyske modulus mei help fan yndrukeksperiminten mei lading- en ferpleatsingsmjittingen. J. Alma mater. opslachtank. 7, 1564–1583 (2011).
Wally, SM Histoaryske oarsprong fan yndrukhurdens testen. alma mater. de wittenskip. technologyen. 28, 1028–1044 (2012).
Broitman, E. Mjittingen fan yndrukhurdens op makro-, mikro- en nanoskaal: in krityske resinsje. tribe. Wright. 65, 1–18 (2017).
Kaufman, JD en Clapperich, SM Flaters yn oerflakdeteksje liede ta oerskatting fan modulus yn nanoindentaasje fan sêfte materialen. J. Mecha. Gedrach. Biomedyske Wittenskip. alma mater. 2, 312–317 (2009).
Karimzade A., Koloor SSR, Ayatollakhi MR, Bushroa AR en Yahya M.Yu. Evaluaasje fan 'e nanoindentaasjemetoade foar it bepalen fan 'e meganyske skaaimerken fan heterogene nanokompositen mei help fan eksperimintele en berekkeningsmetoaden. de wittenskip. Hûs 9, 15763 (2019).
Liu, K., VanLendingham, MR, en Owart, TS Mechanyske karakterisaasje fan sêfte viskoelastyske gels troch yndrukking en optimalisaasje-basearre inverse eindige elemintenanalyse. J. Mecha. Gedrach. Biomedyske Wittenskip. alma mater. 2, 355–363 (2009).
Andrews JW, Bowen J en Chaneler D. Optimalisaasje fan viskoelastisiteitsbepaling mei kompatible mjitsystemen. Soft Matter 9, 5581–5593 (2013).
Briscoe, BJ, Fiori, L. en Pellillo, E. Nanoindentaasje fan polymere oerflakken. J. Physics. D. Apply for physics. 31, 2395 (1998).
Miyailovich AS, Tsin B., Fortunato D. en Van Vliet KJ Karakterisaasje fan viskoelastyske meganyske eigenskippen fan heech-elastyske polymearen en biologyske weefsels mei help fan skokindentaasje. Journal of Biomaterials. 71, 388–397 (2018).
Perepelkin NV, Kovalev AE, Gorb SN, Borodich FM Evaluaasje fan 'e elastyske modulus en adhesionwurk fan sêfte materialen mei de útwreide Borodich-Galanov (BG) metoade en djippe yndrukking. fur. alma mater. 129, 198–213 (2019).
Shi, X. et al. Nanoskaalmorfology en meganyske eigenskippen fan biomimetyske polymere oerflakken fan silikonhydrogelkontaktlenzen. Langmuir 37, 13961–13967 (2021).