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Faatasi ai ma le atinaʻeina o mea fou e matuā vaivai mo masini faafomaʻi ma faʻaoga faʻafomaʻi, o le faʻamatalaina atoatoa o latou meatotino faaletino ma faʻainisinia e taua ma luʻitau. O se metotia nanoindentation microscopy atomic force microscopy (AFM) na faʻaaogaina e faʻailoa ai le modulus o luga e matuā maualalo o le lehfilcon A biomimetic silicone hydrogel contact lens fou ua ufiufiina i se vaega o fausaga o le pulumu polymer branched. O lenei metotia e mafai ai ona fuafuaina saʻo nofoaga e fesootaʻi ai e aunoa ma ni aʻafiaga o le extrusion viscous pe a latalata atu i polymers branched. I se faʻaopoopoga, e mafai ai ona fuafua uiga faʻainisinia o elemene taʻitasi o le pulumu e aunoa ma se aʻafiaga o le poroelasticity. E ausia lenei mea e ala i le filifilia o se AFM probe ma se mamanu (tele o le pito, geometry ma le fua o le spring) e matuā talafeagai mo le fuaina o meatotino o mea vaivai ma faʻataʻitaʻiga faʻaola. O lenei metotia e faʻaleleia atili ai le lagona ma le saʻo mo le fuaina saʻo o le mea vaivai tele lehfilcon A, lea e matuā maualalo le modulus o le elasticity i luga o le eria (e oʻo atu i le 2 kPa) ma se elasticity maualuga tele i totonu (toetoe lava 100%) siosiomaga vai. O taunuuga o le suʻesuʻega o luga e le gata ina faʻaalia ai uiga vaivai o luga o le tioata lehfilcon A, ae faʻaalia ai foʻi o le modulus o pulumu polymer lālā e tutusa ma le silicon-hydrogen substrate. O lenei metotia faʻamatalaina o luga e mafai ona faʻaaogaina i isi mea vaivai ma masini faʻafomaʻi.
O meatotino fa'amekanika o meafaitino ua mamanuina mo le fa'afeso'ota'i tu'usa'o ma aano ola e masani ona fuafuaina e le siosiomaga fa'aola. O le fetaui lelei o nei meatotino o meafaitino e fesoasoani e ausia ai uiga fa'apitoa e mana'omia o le meafaitino e aunoa ma le mafua ai o ni tali leaga i le sela1,2,3. Mo meafaitino e tutusa lelei, o le fa'ailoaina o meatotino fa'amekanika e faigofie ona o le maua o faiga masani ma metotia o su'ega (e pei o le microindentation4,5,6). Peita'i, mo meafaitino e matua vaivai lava e pei o gels, hydrogels, biopolymers, sela ola, ma isi, o nei metotia su'ega e masani lava e le fa'aaogaina ona o tapula'a o le fua ma le le tutusa o nisi meafaitino7. I le aluga o tausaga, o metotia masani o le indentation ua suia ma fetu'una'i e fa'ailoa ai le tele o meafaitino vaivai, ae o le tele o metotia o lo'o mafatia pea i ni fa'aletonu matuia e fa'atapula'aina ai lo latou fa'aaogaina8,9,10,11,12,13. O le leai o ni metotia fa'apitoa mo su'ega e mafai ona fa'ailoa sa'o ma fa'atuatuaina meatotino fa'amekanika o meafaitino e matua vaivai ma vaega o luga e matua fa'atapula'aina ai lo latou fa'aaogaina i fa'aoga eseese.
I la matou galuega muamua, na matou faʻalauiloaina ai le tioata faʻafesoʻotaʻi lehfilcon A (CL), o se mea vaivai e eseese ma ona uiga uma e matua vaivai lava e maua mai i mamanu biomimetic e ono musuia e le luga o le cornea o le mata. O lenei mea ola na atiina ae e ala i le faʻapipiʻiina o se vaega polymer e lalagaina, faʻafesoʻotaʻi o le poly(2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine (MPC)) (PMPC) i luga o se silicone hydrogel (SiHy) 15 ua mamanuina mo masini faafomaʻi e faʻavae i luga. O lenei faiga faʻapipiʻi e fausia ai se vaega i luga o le mea e aofia ai se fausaga pulumu polymeric e matua vaivai ma e matua faʻapipiʻi. O la matou galuega muamua ua faʻamaonia ai o le fausaga biomimetic o le lehfilcon A CL e maua ai uiga sili ona lelei o le luga e pei o le faʻaleleia atili o le puipuia o le susu ma le pala, faʻateleina le lubricity, ma le faʻaitiitia o le pipii o sela ma siama15,16. E le gata i lea, o le faʻaaogaina ma le atinaʻeina o lenei mea biomimetic e fautuaina ai foi le faʻalauteleina atili i isi masini faʻafomaʻi. O le mea lea, e taua tele le fa'ailoaina o uiga o luga o lenei mea vaivai tele ma malamalama i lona fegalegaleaiga fa'amekanika ma le mata ina ia mafai ai ona fausia se fa'avae malamalama atoatoa e lagolago ai atina'e ma fa'aoga i le lumana'i. O le tele o tioata fa'afeso'ota'i SiHy o lo'o maua fa'apisinisi e aofia ai se fa'afefiloi tutusa o polymers hydrophilic ma hydrophobic e fausia ai se fausaga tutusa o mea17. E tele su'esu'ega ua faia e su'esu'e ai o latou uiga fa'amekanika e fa'aaoga ai metotia masani o le fa'apipi'iina, tensile ma le microindentation test18,19,20,21. Peita'i, o le mamanu fou o le biomimetic o le lehfilcon A CL ua avea ai ma se mea tulaga ese e eseese lea e matua'i eseese ai uiga fa'amekanika o fausaga o le polymer brush branched mai i latou o le SiHy base substrate. O le mea lea, e matua faigata lava ona fuaina sa'o nei uiga e fa'aaoga ai metotia masani ma indentation. O se metotia folafolaina e fa'aaoga ai le metotia o le su'ega nanoindentation ua fa'atinoina i le atomic force microscopy (AFM), o se metotia ua fa'aaoga e fuafua ai uiga fa'amekanika o mea vaivai viscoelastic e pei o sela ma aano o manu, fa'apea fo'i ma polymers vaivai22,23,24,25. ,26,27,28,29,30. I le AFM nanoindentation, o mea taua o le su'ega nanoindentation ua tu'ufa'atasia ma alualu i luma lata mai i tekinolosi AFM e tu'uina atu ai le fa'ateleina o le maaleale o le fuaina ma le su'eina o le tele o mea e matua vaivai lava31,32,33,34,35,36. E le gata i lea, o le tekinolosi e ofoina atu isi fa'amanuiaga taua e ala i le fa'aaogaina o geometries eseese. indenter ma probe ma le avanoa e su'e ai i ala eseese vai.
E mafai ona vaevaeina fa'avasega le AFM nanoindentation i ni vaega autu se tolu: (1) meafaigaluega (sensors, detectors, probes, ma isi mea); (2) fua fa'atatau (e pei o le malosi, displacement, saoasaoa, tele o le ramp, ma isi mea); (3) Fa'agasologa o fa'amaumauga (fa'asa'oga fa'avae, fa'atatauga o le touch point, fa'afetaui o fa'amaumauga, fa'ata'ita'iga, ma isi mea). O se fa'afitauli tele i lenei metotia o le tele o su'esu'ega i tusitusiga e fa'aaoga ai le AFM nanoindentation o lo'o lipotia mai ai ni taunuuga fa'atatau eseese mo le ituaiga fa'ata'ita'iga/sela/mea tutusa37,38,39,40,41. Mo se fa'ata'ita'iga, Lekka et al. O le a'afiaga o le geometry o le AFM probe i le Young's modulus na fuaina o fa'ata'ita'iga o le mechanically homogeneous hydrogel ma heterogeneous cells na su'esu'eina ma fa'atusatusa. Latou te lipotia mai o tau o modulus e matua fa'alagolago lava i le filifiliga o le cantilever ma le foliga o le pito, fa'atasi ai ma le tau maualuga mo se probe foliga pyramid ma le tau maualalo o le 42 mo se probe spherical. I se tulaga tutusa, Selhuber-Unkel et al. Ua faʻaalia le auala e aʻafia ai e le saoasaoa o le indenter, le tele o le indenter ma le mafiafia o faʻataʻitaʻiga o le polyacrylamide (PAAM) le Young's modulus e fuaina e le ACM43 nanoindentation. O le isi mea faigata o le leai lea o ni mea masani e faʻataʻitaʻi ai le modulus maualalo tele ma ni faiga faʻataʻitaʻi e leai se totogi. O lenei mea e faigata ai ona maua ni taunuuga saʻo ma le mautinoa. Peitaʻi, e matua aoga lava le metotia mo fua faʻatatau ma iloiloga faʻatusatusa i le va o ituaiga faʻataʻitaʻiga tutusa, mo se faʻataʻitaʻiga o le faʻaaogaina o le AFM nanoindentation e iloa ai sela masani mai sela o le kanesa 44, 45.
A fa'ata'ita'iina mea vaivai i le AFM nanoindentation, o se tulafono lautele o le fa'aaogaina lea o se probe e maualalo le spring constant (k) e fetaui lelei ma le sample modulus ma se hemispherical/round tip ina ia aua ne'i tuia e le probe muamua luga o le fa'ata'ita'iga i le taimi muamua e pa'i ai ma mea vaivai. E taua fo'i le malosi o le fa'ailo o le deflection na gaosia e le probe ina ia iloa e le laser detector system24,34,46,47. I le tulaga o sela heterogeneous ultra-soft, tissues ma gels, o le isi lu'itau o le fa'ato'ilaloina lea o le malosi o le pipii i le va o le probe ma le luga o le fa'ata'ita'iga ina ia mautinoa le toe gaosia ma le fa'atuatuaina o fua48,49,50. Seia o'o mai talu ai nei, o le tele o galuega i le AFM nanoindentation ua taula'i i le su'esu'eina o amioga fa'amekanika o sela ola, tissues, gels, hydrogels, ma biomolecules e fa'aaoga ai probe spherical tetele, e masani ona ta'ua o colloidal probes (CPs). , 47, 51, 52, 53, 54, 55. O nei pito e iai le radius o le 1 i le 50 µm ma e masani ona faia mai le tioata borosilicate, polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), silicon dioxide (SiO2) ma le diamond-like carbon (DLC). E ui o le CP-AFM nanoindentation e masani ona avea ma filifiliga muamua mo le faʻailoaina o faʻataʻitaʻiga vaivai, ae e iai ona lava faʻafitauli ma tapulaʻa. O le faʻaaogaina o pito tetele, e pei o le micron spherical e faʻateleina ai le aofaʻi o le vaega o le fesoʻotaʻiga o le pito ma le faʻataʻitaʻiga ma iʻu ai i se leiloa tele o le iugafono o le avanoa. Mo faʻataʻitaʻiga vaivai, e le tutusa, lea e ono matua ese ai meatotino faʻainisinia o elemene i le lotoifale mai le averesi i luga o se vaega lautele, e mafai e le CP indentation ona natia soʻo se le tutusa i meatotino i luga o se fua faʻatatau i le lotoifale52. O suʻega colloidal e masani ona faia e ala i le faʻapipiʻiina o micron-sized colloidal spheres i tipless cantilevers e faʻaaoga ai epoxy adhesives. O le faagasologa o le gaosiga lava ia e tumu i le tele o faafitauli ma e mafai ona taitai atu ai i ni feeseeseaiga i le faagasologa o le faʻatulagaina o le probe. E le gata i lea, o le tele ma le mamafa o vaega colloidal e aʻafia saʻo ai faʻasologa autu o le faʻatulagaina o le cantilever, e pei o le resonant frequency, spring stiffness, ma le deflection sensitivity56,57,58. O le mea lea, o metotia masani e faʻaaogaina mo probe AFM masani, e pei o le faʻatulagaina o le vevela, atonu e le maua ai se faʻatulagaina saʻo mo le CP, ma atonu e manaʻomia isi metotia e faʻatino ai nei faʻasaʻoga57, 59, 60, 61. O faʻataʻitaʻiga masani o le CP indentation e faʻaaogaina ai le tele o le cantilever deviations e suʻesuʻe ai meatotino o faʻataʻitaʻiga vaivai, lea e mafua ai se isi faʻafitauli pe a faʻatulagaina le amioga e le o le laina o le cantilever i le tele o deviations62,63,64. O metotia faʻaonaponei o le colloidal probe indentation e masani ona amanaʻia le geometry o le cantilever e faʻaaogaina e faʻatulagaina ai le probe, ae le amanaʻia le faatosinaga o vaega colloidal, lea e mafua ai le le mautonu faaopoopo i le saʻo o le metotia38,61. I se tulaga tutusa, o moduli elastic e fuafuaina e ala i le fetaui lelei o le faʻataʻitaʻiga fesoʻotaʻiga e faʻalagolago saʻo lava i le geometry o le indentation probe, ma o le le fetaui i le va o uiga o le pito ma le foliga o le faʻataʻitaʻiga e mafai ona oʻo atu ai i mea sese27, 65, 66, 67, 68. O nisi o galuega talu ai nei a Spencer ma isi. O mea e tatau ona amanaʻia pe a faʻailoaina pulumu polymer vaivai e faʻaaoga ai le metotia nanoindentation CP-AFM ua faʻamamafaina. Na latou lipotia mai o le taofia o se vai viscous i pulumu polymer e avea o se galuega tauave o le saoasaoa e mafua ai le faʻateleina o le uta o le ulu ma o lea la o fua eseese o meatotino e faʻalagolago i le saoasaoa30,69,70,71.
I lenei suʻesuʻega, ua matou faʻamatalaina le modulus o luga o le mea vaivai tele lehfilcon A CL e faʻaaoga ai le metotia nanoindentation AFM ua faʻaleleia. Ona o meatotino ma le fausaga fou o lenei mea, o le vaega o le maaleale o le metotia faʻapipiʻi masani e manino lava e le lava e faʻamatalaina ai le modulus o lenei mea vaivai tele, o lea e tatau ai ona faʻaaoga se metotia nanoindentation AFM e maualuga atu le maaleale ma maualalo le maaleale. Ina ua maeʻa ona iloiloina mea sese ma faʻafitauli o metotia nanoindentation o loʻo iai nei o le colloidal AFM probe, matou te faʻaalia le mafuaʻaga na matou filifilia ai se AFM probe laʻititi, ua mamanuina faʻapitoa e aveese ai le maaleale, pisa tua, faʻamaonia le tulaga o le fesoʻotaʻiga, fuaina le modulus o le saoasaoa o mea vaivai eseese e pei o le faʻalagolago i le taofia o le vai. ma le fuaina saʻo. I se faʻaopoopoga, na mafai ona matou fuaina saʻo le foliga ma le fua o le pito faʻapipiʻi, ma mafai ai ona matou faʻaaogaina le faʻataʻitaʻiga fetaui o le cone-sphere e fuafua ai le modulus o le elasticity e aunoa ma le iloiloina o le vaega o fesoʻotaʻiga o le pito ma le mea. O manatu faʻalilolilo e lua o loʻo fuaina i lenei galuega o meatotino o mea e atoatoa le elasticity ma le modulus e le tutoʻatasi ai le loloto o le faʻapipiʻi. I le faʻaaogaina o lenei metotia, na matou faʻataʻitaʻiina muamua tulaga faʻatonuina o le ultra-soft ma se modulus ua iloa e fuafua ai le metotia, ona faʻaaogaina lea o lenei metotia e faʻailoa ai luga o mea eseese e lua o tioata faʻafesoʻotaʻi. O lenei metotia o le faʻailoaina o luga o le AFM nanoindentation ma le faʻateleina o le maaleale e faʻamoemoeina e faʻaaogaina i le tele o mea biomimetic heterogeneous ultrasoft ma le ono faʻaaogaina i masini faafomaʻi ma faʻaoga faʻafomaʻi.
O tioata fa'afeso'ota'i Lehfilcon A (Alcon, Fort Worth, Texas, ISA) ma a latou mea e fai ai le silicone hydrogel na filifilia mo fa'ata'ita'iga nanoindentation. Na fa'aaogaina se fa'apipi'i tioata ua mamanuina fa'apitoa i le fa'ata'ita'iga. Mo le fa'apipi'iina o le tioata mo le su'ega, na tu'u ma le fa'aeteete i luga o le tulaga e foliga i le dome, ma ia mautinoa e leai ni pupuni ea e ulufale i totonu, ona fa'amau lea i pito. O se pu i le pito i luga o le mea e uu ai tioata e maua ai le avanoa i le ogatotonu o le tioata mo fa'ata'ita'iga nanoindentation a'o taofia le vai i le nofoaga sa'o. O lenei mea e fa'asusu atoatoa ai tioata. 500 μl o le vaila'au afifi tioata fa'afeso'ota'i na fa'aaogaina o se vaila'au su'ega. Mo le fa'amaoniaina o taunu'uga fa'atatau, o polyacrylamide (PAAM) hydrogels e le'i fa'agaoioia o lo'o maua fa'apisinisi na saunia mai se fa'aputuga polyacrylamide-co-methylene-bisacrylamide (100 mm Petrisoft Petri dishes, Matrigen, Irvine, CA, ISA), o se modulus elastic ua iloa o le 1 kPa. Faaaoga mataua e 4-5 (pe tusa ma le 125 µl) o le phosphate buffered saline (PBS mai Corning Life Sciences, Tewkesbury, MA, ISA) ma le mataua e 1 o le OPTI-FREE Puremoist contact lens solution (Alcon, Vaud, TX, ISA). ) i le AFM hydrogel-probe interface.
O faʻataʻitaʻiga o mea faʻapipiʻi Lehfilcon A CL ma SiHy na faʻaalia i le faʻaaogaina o le FEI Quanta 250 Field Emission Scanning Electron Microscope (FEG SEM) system ua faʻapipiʻiina i le Scanning Transmission Electron Microscope (STEM) detector. Mo le sauniaina o faʻataʻitaʻiga, na muamua fufuluina tioata i le vai ma tipi i ni fasi pepa. Ina ia maua se eseesega eseese i le va o vaega hydrophilic ma hydrophobic o faʻataʻitaʻiga, na faʻaaogaina ai se vailaʻau faʻamautu 0.10% o le RuO4 e fai ma vali, lea na faʻasusu ai faʻataʻitaʻiga mo le 30 minute. O le valiina o le lehfilcon A CL RuO4 e taua e le gata ina ia maua ai le eseesega faʻaleleia atili, ae fesoasoani foʻi e faʻasaoina le fausaga o pulumu polymer lālā i lo latou foliga muamua, lea e vaʻaia i ata STEM. Ona fufuluina lea ma faʻamago i se faasologa o paluga ethanol/vai faʻatasi ai ma le faʻateleina o le ethanol. Ona faʻapala lea o faʻataʻitaʻiga i le EMBed 812/Araldite epoxy, lea na faʻamago i le po i le 70°C. O poloka faʻataʻitaʻiga na maua mai le resin polymerization na tipiina i se ultramicrotome, ma o vaega manifinifi na maua mai ai na vaʻaia faʻatasi ma se STEM detector i le low vacuum mode i se faʻavavevave voltage o le 30 kV. O le faiga lava lea e tasi o le SEM na faʻaaogaina mo le faʻamatalaina auiliili o le PFQNM-LC-A-CAL AFM probe (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, ISA). O ata SEM o le AFM probe na maua i se faiga masani o le maualuga o le vacuum mode ma se faʻavavevave voltage o le 30 kV. Maua ata i tulimanu eseese ma faʻalautelega e faʻamaumau ai faʻamatalaga uma o le foliga ma le tele o le pito o le AFM probe. O fua uma o le pito e fiafia i ai i ata na fuaina faʻatekinolosi.
O se microscope atomic force a le Dimension FastScan Bio Icon (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, ISA) fa'atasi ai ma le faiga "PeakForce QNM in Fluid" na fa'aaogaina e va'ai ma fa'a-nanoindentate ai fa'ata'ita'iga o le lehfilcon A CL, SiHy substrate, ma PAAm hydrogel. Mo fa'ata'ita'iga o ata, o se probe PEAKFORCE-HIRS-FA (Bruker) fa'atasi ai ma le nominal tip radius o le 1 nm na fa'aaogaina e pu'e ai ata maualuga le iugafono o le fa'ata'ita'iga i le fua faatatau o le scan o le 0.50 Hz. O ata uma na pu'eina i totonu o le vai.
Sa fa'atinoina fa'ata'ita'iga o le AFM nanoindentation e fa'aaoga ai se probe PFQNM-LC-A-CAL (Bruker). O le probe AFM e iai se pito silicon i luga o se nitride cantilever e 345 nm le mafiafia, 54 µm le umi ma le 4.5 µm le lautele ma se resonant frequency o le 45 kHz. Ua mamanuina fa'apitoa e fa'ailoa ma fa'atino ai fua fa'atatau o le nanomechanical i luga o fa'ata'ita'iga vaivai o meaola. O sensors e fa'atulagaina ta'itasi i le fale gaosi oloa ma fa'atulagaga o le spring ua uma ona fa'atulagaina. O le spring constants o probes na fa'aaogaina i lenei su'esu'ega sa i le va o le 0.05–0.1 N/m. Ina ia iloa lelei le foliga ma le tele o le pito, sa fa'ailoa auiliili le probe e fa'aaoga ai le SEM. I le ata. O lo'o fa'aalia i le Ata 1a se micrograph electron scanning maualuga le iugafono, maualalo le fa'ateleina o le probe PFQNM-LC-A-CAL, e maua ai se va'aiga atoatoa o le mamanu o le probe. I le ata. 1b o lo'o fa'aalia ai se va'aiga fa'alauteleina o le pito i luga o le pito o le probe, e maua ai fa'amatalaga e uiga i le foliga ma le tele o le pito. I le pito i tua, o le nila o se vaega o le lalolagi e tusa ma le 140 nm le lautele (Ata 1c). I lalo ifo o lenei mea, o le pito e fa'aitiiti i se foliga fa'akonu, e o'o atu i le umi e tusa ma le 500 nm. I tua atu o le vaega fa'aitiiti, o le pito e fa'ata'amilomilo ma e fa'ai'u i le umi atoa o le pito e 1.18 µm. O le vaega autu lea o le galuega a le pito o le su'ega. E le gata i lea, o se su'ega tele o le polystyrene (PS) e fa'ata'amilomilo (Novascan Technologies, Inc., Boone, Iowa, ISA) e 45 µm le lautele o le pito ma le spring constant e 2 N/m na fa'aaogaina fo'i mo le su'ega o se su'ega colloidal. fa'atasi ai ma le PFQNM-LC-A-CAL 140 nm su'ega mo le fa'atusatusaga.
Ua lipotia mai e mafai ona maileia le vai i le va o le AFM probe ma le polymer brush structure i le taimi o le nanoindentation, lea o le a faʻatinoina ai se malosi i luga i luga o le AFM probe aʻo leʻi paʻi moni lava i luga o le fogāeleele69. O lenei aafiaga o le extrusion viscous ona o le taofia o le vai e mafai ona suia ai le tulaga vaaia o le fesootaʻiga, ma aʻafia ai fua o le modulus o le fogāeleele. Ina ia suʻesuʻeina le aafiaga o le geometry o le probe ma le saoasaoa o le indentation i le taofia o le vai, na faʻataʻitaʻiina ai piʻo o le malosi o le indentation mo faʻataʻitaʻiga lehfilcon A CL e faʻaaoga ai se probe e 140 nm le lautele i fua faʻatatau o le faʻagasologa tumau o le 1 µm/s ma le 2 µm/s. o le lautele o le probe e 45 µm, o le faʻatulagaina o le malosi tumau 6 nN na ausia i le 1 µm/s. O faʻataʻitaʻiga ma se probe e 140 nm le lautele na faʻatinoina i le saoasaoa o le indentation o le 1 µm/s ma le malosi seti o le 300 pN, na filifilia e fausia ai se mamafa faʻafesoʻotaʻi i totonu o le vaega faʻaletino (1–8 kPa) o le laumata pito i luga. mamafa 72. O faʻataʻitaʻiga vaivai ua uma ona saunia o le PAA hydrogel ma le mamafa o le 1 kPa na faʻataʻitaʻiina mo le malosi o le faʻapipiʻiina o le 50 pN i le saoasaoa o le 1 μm/s e faʻaaoga ai se suʻega e 140 nm le lautele.
Talu ai o le umi o le vaega fa'akoniketi o le pito o le PFQNM-LC-A-CAL probe e tusa ma le 500 nm, mo so'o se loloto o le indentation < 500 nm e mafai ona fa'apea ma le saogalemu o le geometry o le probe i le taimi o le indentation o le a tumau pea i lona foliga cone. E le gata i lea, ua fa'apea o le luga o le mea o lo'o su'eina o le a fa'aalia ai se tali fa'alelei e mafai ona toe fa'afo'isia, lea o le a fa'amaonia foi i vaega o lo'o mulimuli mai. O le mea lea, e fa'atatau i le foliga ma le tele o le pito, na matou filifilia ai le fa'ata'ita'iga fetaui o le cone-sphere na atia'e e Briscoe, Sebastian ma Adams, lea e maua i le polokalama a le fa'atau oloa, e fa'agasolo ai a matou fa'ata'ita'iga nanoindentation AFM (NanoScope). Polokalama su'esu'ega fa'amaumauga vavae'ese, Bruker) 73. O le fa'ata'ita'iga o lo'o fa'amatalaina ai le sootaga malosi-fa'ase'e F(δ) mo se cone ma se fa'aletonu o le pito i luga. I le ata. O le Ata 2 o loʻo faʻaalia ai le geometry o le fesoʻotaʻiga i le taimi o le fegalegaleai o se cone maʻaʻa ma se pito spherical, lea o le R o le radius o le pito spherical, a o le radius o le fesoʻotaʻiga, b o le radius o le fesoʻotaʻiga i le pito o le pito spherical, δ o le radius o le fesoʻotaʻiga. loloto o le indentation, θ o le afa-tuli o le cone. O le ata SEM o lenei probe o loʻo faʻaalia manino ai o le pito spherical e 140 nm le lautele e tuʻufaʻatasia faʻafuaseʻi i totonu o se cone, o lea la o iinei e faʻamatalaina ai le b e ala i le R, ie b = R cos θ. O le polokalama faakomepiuta na tuʻuina mai e le faʻatau oloa e maua ai se sootaga cone-sphere e fuafua ai tau o le modulus a Young (E) mai faʻamatalaga o le vavaeʻeseina o le malosi e faʻapea o le a > b. Sootaga:
lea o le F o le malosi o le indentation, E o le Young's modulus, ν o le Poisson's ratio. E mafai ona fuafuaina le contact radius a e fa'aaoga ai:
O le fa'atulagaga o le fausaga fa'afeso'ota'i o se kone ma'a'a ma se pito lapotopoto ua oomi i totonu o le mea o se tioata fa'afeso'ota'i Lefilcon fa'atasi ai ma se vaega pito i luga o pulumu polymer lālā.
Afai o le a ≤ b, e fa'aitiitia le sootaga i le fua fa'atatau mo se indenter fa'ata'amilosaga masani;
Matou te talitonu o le fegalegaleaiga o le indenting probe ma le fausaga lālā o le PMPC polymer brush o le a mafua ai ona sili atu le radius o le fesootaiga a nai lo le radius o le fesootaiga lapotopoto b. O le mea lea, mo fua faatatau uma o le elastic modulus na faia i lenei suesuega, na matou faaaogaina le faalagolago na maua mo le mataupu a > b.
O mea biomimetic vaivai na suʻesuʻeina i lenei suʻesuʻega na faʻataʻitaʻiina atoatoa e faʻaaoga ai le scanning transmission electron microscopy (STEM) o le vaega faʻalava o le faʻataʻitaʻiga ma le atomic force microscopy (AFM) o le fogāeleele. O lenei faʻamatalaga auiliili o le fogāeleele na faia o se faʻaopoopoga o la matou galuega na lolomiina muamua, lea na matou iloa ai o le fausaga o le pulumu polymeric branched o le fogāeleele lehfilcon A CL na faʻafouina e le PMPC na faʻaalia ai meatotino faʻamekanika tutusa ma le aano o le cornea moni 14. Mo lenei mafuaʻaga, matou te taʻua fogāeleele o tioata faʻafesoʻotaʻi o ni mea biomimetic14. I le ata 3a,b o loʻo faʻaalia ai vaega faʻalava o fausaga pulumu polymer PMPC branched i luga o le fogāeleele o le substrate lehfilcon A CL ma se substrate SiHy e leʻi togafitia. O fogāeleele o faʻataʻitaʻiga uma e lua na toe suʻesuʻeina e faʻaaoga ai ata AFM maualuga le iugafono, lea na faʻamaonia atili ai taunuuga o le suʻesuʻega STEM (Ata 3c, d). A tuʻufaʻatasia, o nei ata e maua ai se umi faʻatatau o le fausaga pulumu polymer branched PMPC i le 300–400 nm, lea e taua tele mo le faʻamatalaina o fua faʻatatau o le AFM nanoindentation. O le isi matauga autū na maua mai i ata o le fausaga lautele o le fogaeleele o le mea CL biomimetic e ese le morphology mai le mea o le SiHy substrate. O lenei eseesega i le morphology o latou fogaeleele e mafai ona iloa atu i le taimi o la latou fegalegaleaiga fa'amekanika ma le indenting AFM probe ma mulimuli ane i tau o le modulus ua fuaina.
Ata STEM fa'alava o le (a) lehfilcon A CL ma le (b) SiHy substrate. Pa fua, 500 nm. Ata AFM o le fogāeleele o le lehfilcon A CL substrate (c) ma le SiHy substrate fa'avae (d) (3 µm × 3 µm).
O polymers fa'aosofia e le tino ma fausaga o le pulumu polymer e vaivai ma ua su'esu'eina lautele ma fa'aaogaina i le tele o fa'aoga fa'afoma'i eseese74,75,76,77. O le mea lea, e taua le fa'aogaina o le metotia AFM nanoindentation, lea e mafai ona fuaina ma le sa'o ma le fa'atuatuaina o latou meatotino fa'ainisinia. Ae i le taimi lava e tasi, o meatotino tulaga ese o nei mea e matua vaivai lava, e pei o le modulus e matua maualalo lava le elasticity, maualuga le vai ma le maualuga o le elasticity, e masani ona faigata ai ona filifili le mea sa'o, foliga ma le foliga o le indenting probe. tele. E taua lenei mea ina ia aua ne'i ati le indenter i le luga vaivai o le fa'ata'ita'iga, lea e ono i'u ai i mea sese i le fuafuaina o le nofoaga e fa'afeso'ota'i ai ma le luga ma le eria o le fa'afeso'ota'i.
Mo lenei mea, e taua tele se malamalamaga atoatoa i le morphology o mea biomimetic vaivai tele (lehfilcon A CL). O faʻamatalaga e uiga i le tele ma le fausaga o pulumu polymer lālā na maua mai le metotia o le ata e maua ai le faʻavae mo le faʻamatalaga faʻainisinia o le fogaeleele e faʻaaoga ai metotia nanoindentation AFM. Nai lo le micron-sized spherical colloidal probes, na matou filifilia le PFQNM-LC-A-CAL silicon nitride probe (Bruker) ma le pito lautele o le 140 nm, ua mamanuina faapitoa mo le faʻafanua faʻatatau o meatotino faʻainisinia o faʻataʻitaʻiga faʻaola 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84 O le mafuaʻaga mo le faʻaaogaina o probes e matua maʻai pe a faʻatusatusa i probes colloidal masani e mafai ona faʻamatalaina e uiga i foliga faʻatulagaina o le meafaitino. I le fa'atusatusaina o le tele o le pito o le probe (~140 nm) ma pulumu polymer e lala i luga o le fogāeleele o le CL lehfilcon A, o lo'o fa'aalia i le Ata 3a, e mafai ona fa'ai'uina o le pito e lava lona tele e pa'i sa'o ai ma nei fausaga o pulumu, lea e fa'aitiitia ai le avanoa e tuia ai le pito i totonu. Mo se fa'ata'ita'iga o lenei manatu, i le Ata 4 o lo'o i ai se ata STEM o le lehfilcon A CL ma le pito e fa'aofi i totonu o le AFM probe (tusia i le fua).
O le ata fa'atusa o lo'o fa'aalia ai le ata STEM o le lehfilcon A CL ma se su'ega fa'apipi'i ACM (tusia i le fua fa'atatau).
E le gata i lea, o le tele o le pito e 140 nm e lava lona laʻititi e ʻalofia ai le lamatiaga o soʻo se aafiaga o le faʻapipiʻi o le extrusion na lipotia muamua mo pulumu polymer na gaosia e le metotia nanoindentation CP-AFM69,71. Matou te manatu ona o le foliga faʻapitoa o le cone-spherical ma le laʻititi o le tele o lenei pito AFM (Ata 1), o le natura o le piʻo malosi na gaosia e le lehfilcon A CL nanoindentation o le a le faʻalagolago i le saoasaoa o le indentation poʻo le saoasaoa o le uta/laʻu. O le mea lea, e le afaina i aafiaga poroelastic. Mo le faʻataʻitaʻiina o lenei manatu, o faʻataʻitaʻiga lehfilcon A CL na faʻapipiʻiina i se malosi maualuga mautu e faʻaaoga ai se PFQNM-LC-A-CAL probe, ae i ni saoasaoa eseese se lua, ma o le taunuuga o le tensile ma le retract force curves na faʻaaogaina e faʻataʻitaʻi ai le malosi (nN) i le vavaeʻeseina (µm) o loʻo faʻaalia i le Ata 5a. Ua manino lava o le malosi o le pi'o i le taimi o le utaina ma le aveeseina o mea e matuā fefiloi, ma e leai se fa'amaoniga manino o le malosi o le tipi i le loloto o le indentation e fa'ateleina i le saoasaoa o le indentation i le ata, ma fa'ailoa mai ai o elemene ta'itasi o le pulumu na fa'ailoaina e aunoa ma se aafiaga poroelastic. I se fa'atusatusaga, o aafiaga o le taofia o le vai (viscous extrusion ma poroelasticity effects) e manino mo le 45 µm diameter AFM probe i le saoasaoa tutusa o le indentation ma e fa'ailoa mai e le hysteresis i le va o le stretch ma le retract curves, e pei ona fa'aalia i le Ata 5b. O nei taunuuga e lagolagoina ai le manatu ma fautua mai ai o le 140 nm diameter probes o se filifiliga lelei mo le fa'ailoaina o ia foliga vaivai.
lehfilcon O se fa'asologa o le malosi o le fa'a'ofuofu CL e fa'aaoga ai le ACM; (a) fa'aaoga se probe e 140 nm le lautele i fua fa'atatau e lua o le uta, e fa'aalia ai le leai o se aafiaga poroelastic i le taimi o le fa'a'ofuofu o le luga; (b) fa'aaoga probe e 45 µm ma le 140 nm le lautele. s e fa'aalia ai aafiaga o le viscous extrusion ma le poroelasticity mo probe tetele pe a fa'atusatusa i probe laiti.
Ina ia faʻailoaina ni mea e matuā vaivai, e tatau i metotia o le AFM nanoindentation ona i ai le suʻega sili ona lelei e suʻesuʻe ai meatotino o mea o loʻo suʻesuʻeina. I le faʻaopoopoga i le foliga ma le tele o le pito, o le maaleale o le faiga e iloa ai le AFM, le maaleale i le faʻasesega o le pito i le siosiomaga o suʻega, ma le malosi o le cantilever e taua tele i le fuafuaina o le saʻo ma le faʻatuatuaina o le nanoindentation. fua. Mo la matou faiga AFM, o le tapulaʻa o le iloa o le Position Sensitive Detector (PSD) e tusa ma le 0.5 mV ma e faʻavae i luga o le fua faʻatatau o le spring ua uma ona faʻatulagaina ma le maaleale o le faʻasesega o le vai ua fuafuaina o le PFQNM-LC-A-CAL probe, lea e fetaui ma le maaleale o le avega faʻavae. e itiiti ifo i le 0.1 pN. O le mea lea, o lenei metotia e mafai ai ona fuaina le malosi o le indentation maualalo ≤ 0.1 pN e aunoa ma se vaega o le pisa pito i tua. Peitaʻi, e toetoe lava a le mafai e se faiga AFM ona faʻaitiitia le pisa pito i tua i lenei tulaga ona o mea e pei o le gatete faʻainisinia ma le malosi o le vai. O nei mea e fa'atapula'aina ai le lagona lautele o le metotia o le AFM nanoindentation ma e mafua ai fo'i se fa'ailo o le pisa i tua e tusa ma le ≤ 10 pN. Mo le fa'ailoaina o luga, o fa'ata'ita'iga o le lehfilcon A CL ma le SiHy substrate na fa'aofiina i lalo o tulaga fa'asusu atoatoa e fa'aaoga ai se 140 nm probe mo le fa'ailoaina o le SEM, ma o le mafua'aga o le malosi na fa'apipi'iina i le va o le malosi (pN) ma le mamafa. O le fa'asologa o le vaeluaga (µm) o lo'o fa'aalia i le Ata 6a. Pe a fa'atusatusa i le SiHy base substrate, o le lehfilcon A CL force curve e fa'aalia manino ai se vaega fesuia'i e amata mai i le tulaga o le feso'ota'iga ma le pulumu polymer ua vaeluaina ma fa'ai'u i se suiga tele i le feso'ota'iga o le pito i lalo ma le mea o lo'o i lalo. O lenei vaega fesuia'i o le malosi e fa'amamafaina ai le amioga moni o le polymer brush branched i luga o le luga, e pei ona fa'amaonia e le compression curve e mulimulita'i vavalalata i le tension curve ma le eseesega i meatotino fa'ainisinia i le va o le fausaga o le pulumu ma le tele o le SiHy material. Pe a fa'atusatusa lefilcon. O le vavaeeseina o le umi masani o se pulumu polymer lālā i le ata STEM o le PCS (Ata 3a) ma lona pi'o malosi i luga o le abscissa i le Ata 3a. 6a o lo'o fa'aalia ai e mafai e le metotia ona iloa le pito ma le polymer lālā e o'o atu i le pito i luga o le fogāeleele. Feso'ota'iga i le va o fausaga o pulumu. E le gata i lea, o le fe'avea'i vavalalata o pi'o malosi e fa'aalia ai e leai se aafiaga o le taofia o le vai. I lenei tulaga, e matua leai lava se pipi'i i le va o le nila ma le fogāeleele o le fa'ata'ita'iga. O vaega pito i luga o pi'o malosi mo fa'ata'ita'iga e lua e fe'avea'i, e atagia ai le tutusa o meatotino fa'ainisinia o meafaitino o le substrate.
(a) Pi'o o le malosi o le AFM nanoindentation mo substrates lehfilcon A CL ma substrates SiHy, (b) pi'o o le malosi e fa'aalia ai le fa'atatauga o le tulaga o feso'ota'iga e fa'aaoga ai le metotia o le tapula'a o le pisa i tua.
Ina ia suʻesuʻeina auiliiliga auiliili o le piʻo o le malosi, o le piʻo o le tension o le lehfilcon A CL sample ua toe faʻaalia i le Ata 6b ma le malosi maualuga e 50 pN i luga o le y-axis. O lenei kalafi e maua ai faʻamatalaga taua e uiga i le pisa muamua. O le pisa e iai i le va o le ±10 pN, lea e faʻaaogaina e fuafua ai ma le saʻo le tulaga o le fesoʻotaʻiga ma fuafua le loloto o le indentation. E pei ona lipotia mai i tusitusiga, o le faʻailoaina o tulaga o fesoʻotaʻiga e taua tele mo le iloiloina ma le saʻo o meatotino o meafaitino e pei o le modulus85. O se auala e aofia ai le faʻagasologa otometi o faʻamaumauga o le piʻo o le malosi ua faʻaalia ai se fetaui lelei i le va o le fetaui lelei o faʻamaumauga ma fua faʻatatau mo mea vaivai86. I lenei galuega, o la matou filifiliga o tulaga o fesoʻotaʻiga e fai si faigofie ma le faʻamaoni, ae e iai ona tapulaʻa. O la matou auala faʻasao i le fuafuaina o le tulaga o fesoʻotaʻiga e ono iʻu ai i le soona faʻatatauina o tau o modulus mo loloto laiti o indentation (< 100 nm). O le faʻaaogaina o le algorithm-based touchpoint detection ma le faʻagasologa otometi o faʻamaumauga e mafai ona avea ma faʻaauauga o lenei galuega i le lumanaʻi e faʻaleleia atili ai la matou metotia. O lea la, mo le pisa fa'ale-inisiua i le fa'atonuga o le ±10 pN, matou te fa'amatalaina le nofoaga e fa'afeso'ota'i ai o le nofoaga muamua lea o fa'amaumauga i luga o le x-axis i le Ata 6b ma le tau o le ≥10 pN. Ona, e tusa ai ma le tapula'a o le pisa o le 10 pN, o se laina fa'atulagaina i le tulaga o le ~0.27 µm e fa'ailoga ai le nofoaga e fa'afeso'ota'i ai ma le fogāeleele, a mae'a lea ona fa'aauau pea le pi'o fa'aloaloa se'ia o'o ina fetaui le substrate ma le loloto o le indentation o le ~270 nm. O le mea e malie ai, e fa'atatau i le tele o foliga o le pulumu polymer branched (300–400 nm) na fuaina e fa'aaoga ai le metotia o ata, o le loloto o le indentation o le CL lehfilcon O se fa'ata'ita'iga na matauina e fa'aaoga ai le metotia o le tapula'a o le pisa fa'ale-inisiua e tusa ma le 270 nm, lea e matua latalata lava i le tele o le fuaina ma le STEM. O nei taunuuga e fa'amaonia atili ai le fetaui ma le fa'aogaina o le foliga ma le tele o le pito o le AFM probe mo le indentation o lenei fausaga pulumu polymer branched e matua vaivai ma matua'i fa'alelei. O nei fa'amaumauga e maua ai fo'i fa'amaoniga malolosi e lagolago ai la matou metotia o le fa'aaogaina o le pisa fa'ale-inisiua o se tapula'a mo le fa'ailoaina o nofoaga e fa'afeso'ota'i ai. O le mea lea, soʻo se iʻuga faʻatusatusa e maua mai le faʻataʻitaʻiga faʻamatematika ma le fetaui lelei o le piʻo malosi e tatau ona saʻo lelei.
O fua fa'atatau e ala i metotia o le AFM nanoindentation e fa'alagolago atoatoa i fa'ata'ita'iga fa'amatematika e 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 feso'ota'i ma le filifiliga o le indenter, meatotino o meafaitino ma le faiga o la latou fegalegaleaiga a'o le'i filifilia se fa'ata'ita'iga patino. I lenei tulaga, o le geometry o le pito na fa'amatalaina ma le fa'aeteete e fa'aaoga ai le SEM micrographs (Ata 1), ma e fa'avae i luga o taunu'uga, o le 140 nm diameter AFM nanoindenting probe fa'atasi ai ma se cone malo ma le geometry o le pito spherical o se filifiliga lelei mo le fa'ailoaina o fa'ata'ita'iga lehfilcon A CL79. O le isi mea taua e mana'omia ona iloiloina ma le fa'aeteete o le elasticity o le meafaitino polymer o lo'o fa'ata'ita'iina. E ui o fa'amaumauga muamua o le nanoindentation (Ata 5a ma le 6a) o lo'o fa'amatala manino mai ai uiga o le fe'avea'i o le tension ma le compression curves, o lona uiga, o le toe fa'aleleia atoatoa o le elasticity o le meafaitino, ae e matua taua tele le fa'amaonia o le natura elasticity o feso'ota'iga. I lenei fa'amoemoe, e lua fa'asolo fa'asolosolo na faia i le nofoaga lava e tasi i luga o le fogāeleele o le lehfilcon A CL sample i le fua fa'atatau o le 1 µm/s i lalo o tulaga fa'asusu atoa. O fa'amaumauga o le malosi na mafua mai ai o lo'o fa'aalia i le ata 7 ma, e pei ona fa'amoemoeina, o le fa'alauteleina ma le fa'apipi'iina o fa'asolo e lua e toetoe lava tutusa, ma fa'amamafaina ai le maualuga o le elasticity o le fausaga o le pulumu polymer branched.
E lua pi'o o le malosi fa'apipi'i i le nofoaga lava e tasi i luga o le fogāeleele o le lehfilcon. O se CL e fa'ailoa mai ai le malosi fa'alelei lelei o le fogāeleele o le tioata tioata.
E faʻavae i luga o faʻamatalaga na maua mai ata SEM ma STEM o le pito o le probe ma le lehfilcon A CL surface, o le cone-sphere model o se faʻataʻitaʻiga faʻamatematika talafeagai o le fegalegaleaiga i le va o le pito o le probe AFM ma le mea polymer vaivai o loʻo faʻataʻitaʻiina. E le gata i lea, mo lenei faʻataʻitaʻiga cone-sphere, o manatu faʻavae e uiga i meatotino elastic o le mea ua lolomiina e moni mo lenei mea biomimetic fou ma e faʻaaogaina e fuafua ai le elastic modulus.
A maeʻa se iloiloga atoatoa o le metotia o le AFM nanoindentation ma ona vaega, e aofia ai meatotino o le indentation probe (foliga, tele, ma le malosi o le spring), lagona (pisapisao i tua ma le faʻatatauga o le contact point), ma faʻataʻitaʻiga o faʻamaumauga (fuafuaga o le modulus), na faʻaaogaina ai le metotia. faʻailoa faʻataʻitaʻiga ultra-soft o loʻo maua i pisinisi e faʻamaonia ai taunuʻuga faʻatusatusa. O se polyacrylamide faʻapisinisi (PAAM) hydrogel ma se elastic modulus o le 1 kPa na faʻataʻitaʻiina i lalo o tulaga faʻasusu e faʻaaoga ai se 140 nm probe. O faʻamatalaga auiliili o suʻega module ma faʻatusatusaga o loʻo tuʻuina atu i le Faʻamatalaga Faʻaopoopo. O taunuʻuga na faʻaalia ai o le averesi o le modulus na fuaina o le 0.92 kPa, ma le %RSD ma le pasene (%) le eseesega mai le modulus ua iloa e itiiti ifo i le 10%. O nei taunuʻuga e faʻamaonia ai le saʻo ma le toe gaosia o le metotia o le AFM nanoindentation na faʻaaogaina i lenei galuega e fuaina ai le moduli o mea ultrasoft. O luga o faʻataʻitaʻiga lehfilcon A CL ma le SiHy base substrate na faʻamatalaina atili e faʻaaoga ai le metotia lava e tasi o le AFM nanoindentation e suʻesuʻe ai le apparent contact modulus o le luga ultrasoft e fai ma galuega tauave o le loloto o le indentation. O piʻo vavaeʻesega o le malosi o le indentation na faia mo faʻataʻitaʻiga e tolu o ituaiga taʻitasi (n = 3; tasi le indentation i le faʻataʻitaʻiga) i le malosi o le 300 pN, o le saoasaoa o le 1 µm/s, ma le faʻasusu atoa. O le piʻo faʻasoa malosi o le indentation na faʻatatauina e faʻaaoga ai se faʻataʻitaʻiga o le cone-sphere. Ina ia maua le modulus e faʻalagolago i le loloto o le indentation, o se vaega lautele e 40 nm o le piʻo malosi na setiina i faʻaopoopoga taʻitasi o le 20 nm e amata mai le tulaga o le faʻafesoʻotaʻi, ma fuaina tau o le modulus i laʻasaga taʻitasi o le piʻo malosi. Spin Cy et al. O se auala faʻapena na faʻaaogaina e faʻamatalaina ai le modulus gradient o le poly(lauryl methacrylate) (P12MA) polymer brushes e faʻaaoga ai le colloidal AFM probe nanoindentation, ma e ogatasi ma faʻamatalaga e faʻaaoga ai le faʻataʻitaʻiga fesoʻotaʻi Hertz. O lenei auala e maua ai se ata o le apparent contact modulus (kPa) e faʻatusatusa i le indentation depth (nm), e pei ona faʻaalia i le Ata 8, lea e faʻaalia ai le apparent contact modulus/depth gradient. O le elastic modulus ua fuafuaina o le CL lehfilcon A sample e i le va o le 2–3 kPa i totonu o le 100 nm pito i luga o le sample, ma i tua atu o lea e amata ona faʻateleina i le loloto. I le isi itu, pe a faʻataʻitaʻiina le SiHy base substrate e aunoa ma se ata e pei o se pulumu i luga o le fogāeleele, o le maualuga o le indentation depth e ausia i le malosi o le 300 pN e itiiti ifo i le 50 nm, ma o le modulus value e maua mai faʻamatalaga e tusa ma le 400 kPa, lea e tutusa ma tau o le Young's modulus mo mea tetele.
O le modulus o feso'ota'iga manino (kPa) e fa'atusatusa i le loloto o le fa'a'ofuofu (nm) mo le lehfilcon A CL ma le SiHy substrates e fa'aaoga ai le metotia o le AFM nanoindentation ma le geometry o le cone-sphere e fua ai le modulus.
O le pito i luga o le fausaga fou o le pulumu polymer branched biomimetic e faaalia ai se modulus of elasticity e matua maualalo lava (2–3 kPa). O le a fetaui lea ma le pito tautau saoloto o le pulumu polymer forked e pei ona faaalia i le ata STEM. E ui o loo i ai ni faamaoniga o se modulus gradient i le pito i fafo o le CL, o le substrate autu maualuga modulus e sili atu ona aafia ai. Peitai, o le pito i luga 100 nm o le luga e i totonu o le 20% o le umi atoa o le pulumu polymer branched, o lea e talafeagai ai le manatu o tau fuaina o le modulus i lenei vaega o le loloto o le indentation e sa'o lelei ma e le faalagolago tele i le aafiaga o le mea pito i lalo.
Ona o le mamanu tulaga ese o le biomimetic o tioata fa'afeso'ota'i lehfilcon A, e aofia ai fausaga pulumu polymer PMPC ua fa'apipi'i i luga o le fogāeleele o mea SiHy, e faigata tele ona fa'ailoa ma le fa'atuatuaina meatotino fa'ainisinia o latou fausaga o luga e fa'aaoga ai metotia masani o le fuaina. O iinei matou te tu'uina atu ai se metotia fa'atekonolosi AFM mo le fa'ailoaina ma le sa'o o mea vaivai e pei o le lefilcon A e maualuga le vai ma e matua'i maualuga le elasticity. O lenei metotia e fa'avae i luga o le fa'aaogaina o se probe AFM o lona tele o le pito ma le geometry ua filifilia ma le fa'aeteete e fetaui ma fua fa'atulagaina o foliga o le fogāeleele vaivai e lolomi. O lenei tu'ufa'atasiga o fua i le va o le probe ma le fausaga e maua ai le fa'ateleina o le maaleale, e mafai ai ona matou fuaina le modulus maualalo ma meatotino elastic o elemene pulumu polymer ua fa'apipi'i, e tusa lava po'o a'afiaga poroelastic. O taunu'uga na fa'aalia ai o pulumu polymer PMPC ua fa'apipi'i tulaga ese o le fogāeleele o le tioata e matua'i maualalo le elastic modulus (e o'o atu i le 2 kPa) ma e matua'i maualuga le elasticity (toeitiiti atoa le 100%) pe a fa'ata'ita'iina i se siosiomaga vai. O taunuuga o le AFM nanoindentation na mafai ai foi ona matou faʻamatalaina le foliga vaaia o le modulus/depth gradient (30 kPa/200 nm) o le biomimetic lens surface. O lenei gradient atonu e mafua mai i le eseesega o le modulus i le va o pulumu polymer branched ma le SiHy substrate, poʻo le branched structure/density o pulumu polymer, poʻo se tuʻufaʻatasiga o ia mea. Peitaʻi, e manaʻomia nisi suʻesuʻega loloto ina ia malamalama atoatoa ai i le sootaga i le va o le fausaga ma meatotino, aemaise lava le aafiaga o le brush branching i meatotino faʻainisinia. O fua faʻapena e mafai ona fesoasoani e faʻamatalaina meatotino faʻainisinia o le surface o isi mea vaivai tele ma masini faʻafomaʻi.
O faʻamaumauga na gaosia ma/pe iloiloina i le taimi o le suʻesuʻega o loʻo iai nei e maua mai tusitala taʻitasi pe a talosagaina talafeagai.
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