Kea leboha ha le etetse Nature.com. O sebedisa mofuta wa sebatli o nang le tshehetso e fokolang ya CSS. Bakeng sa boiphihlelo bo botle ka ho fetisisa, re kgothaletsa hore o sebedise sebatli se ntjhafaditsweng (kapa o tima Mokgwa wa ho Kopana ho Internet Explorer). Ho feta moo, ho netefatsa tshehetso e tswelang pele, re bontsha sebaka sena sa marang-rang ntle le mekgwa le JavaScript.
E bonts'a carousel ea li-slide tse tharo ka nako e le 'ngoe. Sebelisa likonopo tsa E fetileng le tse Latelang ho tsamaea ka har'a li-slide tse tharo ka nako, kapa sebelisa likonopo tsa li-slider qetellong ho tsamaea ka har'a li-slide tse tharo ka nako.
Ka nts'etsopele ea lisebelisoa tse ncha tse bonolo haholo bakeng sa lisebelisoa tsa bongaka le lits'ebetso tsa bongaka, tlhaloso e felletseng ea litšobotsi tsa tsona tsa 'mele le tsa mechini e bohlokoa ebile e phephetsa. Mokhoa oa nanoindentation oa athomo force microscopy (AFM) o fetotsoeng o sebelisitsoe ho hlalosa modulus e tlase haholo ea lehfilcon e ncha Lense ea ho ikopanya ea biomimetic silicone hydrogel e koahetsoeng ka lera la meaho ea borashe ea polymer e nang le makala. Mokhoa ona o lumella ho fumana lintlha tse nepahetseng tsa ho kopana ntle le litlamorao tsa extrusion e viscous ha ho atamela li-polymer tse nang le makala. Ho phaella moo, o etsa hore ho khonehe ho fumana litšobotsi tsa mechini tsa likarolo tsa borashe ka bomong ntle le phello ea poroelasticity. Sena se finyelloa ka ho khetha probe ea AFM e nang le moralo (boholo ba ntlha, geometry le sekhahla sa selemo) e loketseng haholo ho lekanya litšobotsi tsa thepa e bonolo le lisampole tsa baeloji. Mokhoa ona o ntlafatsa kutloisiso le ho nepahala bakeng sa tekanyo e nepahetseng ea thepa e bonolo haholo lehfilcon A, e nang le modulus e tlase haholo ea ho tenyetseha sebakeng sa bokaholimo (ho fihlela ho 2 kPa) le ho tenyetseha ho phahameng haholo tikolohong ea metsi (hoo e ka bang 100%). Liphetho tsa phuputso ea bokaholimo ha lia ka tsa senola feela litšobotsi tsa bokaholimo bo bonolo haholo ba lense ea lehfilcon A, empa li boetse li bontšitse hore modulus ea borashe ba polymer bo nang le makala e ne e tšoana le ea substrate ea silicon-hydrogen. Mokhoa ona oa ho hlalosa bokaholimo o ka sebelisoa ho lisebelisoa tse ling tse bonolo haholo le lisebelisoa tsa bongaka.
Litšobotsi tsa mechine tsa thepa e etselitsoeng ho kopana ka kotloloho le lisele tse phelang hangata li khethoa ke tikoloho ea baeloji. Ho tšoana hantle ha litšobotsi tsena tsa thepa ho thusa ho fihlela litšobotsi tse lakatsehang tsa bongaka tsa thepa ntle le ho baka likarabo tse mpe tsa sele1,2,3. Bakeng sa thepa e lekanang ka bongata, tlhaloso ea litšobotsi tsa mechini e bonolo haholo ka lebaka la ho fumaneha ha mekhoa e tloaelehileng le mekhoa ea liteko (mohlala, microindentation4,5,6). Leha ho le joalo, bakeng sa thepa e bonolo haholo joalo ka li-gel, li-hydrogel, li-biopolymer, lisele tse phelang, jj., mekhoa ena ea liteko hangata ha e sebetse ka lebaka la meeli ea qeto ea tekanyo le ho se tšoane ha lisebelisoa tse ling7. Ho theosa le lilemo, mekhoa ea setso ea ho indent e fetotsoe le ho fetoloa ho hlalosa mefuta e mengata ea lisebelisoa tse bonolo, empa mekhoa e mengata e ntse e na le mefokolo e tebileng e fokotsang ts'ebeliso ea eona8,9,10,11,12,13. Ho hloka mekhoa e khethehileng ea liteko e ka hlalosang ka nepo le ka mokhoa o tšepahalang litšobotsi tsa mechini tsa lisebelisoa tse bonolo le likarolo tse ka holimo ho fokotsa ts'ebeliso ea tsona lits'ebetsong tse fapaneng.
Mosebetsing oa rona o fetileng, re hlahisitse lense ea ho ikopanya ea lehfilcon A (CL), thepa e bonolo e fapaneng e nang le litšobotsi tsohle tse bonolo haholo tsa bokaholimo tse nkiloeng meralong e ka bang ea biomimetic e bululetsoeng ke bokaholimo ba cornea ea leihlo. Biomaterial ena e ntlafalitsoe ka ho kenya lera la polymer le nang le makala, le hokahaneng le sefapano la poly(2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine (MPC)) (PMPC) holim'a silicone hydrogel (SiHy) 15 e etselitsoeng lisebelisoa tsa bongaka tse thehiloeng ho. Ts'ebetso ena ea ho kenya e etsa lera holim'a bokaholimo le nang le sebopeho sa borashe ba polymeric bo bonolo haholo le bo tenyetsehang haholo. Mosebetsi oa rona o fetileng o tiisitse hore sebopeho sa biomimetic sa lehfilcon A CL se fana ka litšobotsi tse phahameng tsa bokaholimo tse kang thibelo e ntlafalitsoeng ea ho kolobisa le ho silafatsa, ho eketsa ho tlotsa, le ho fokotseha ha ho khomarela ha sele le baktheria15,16. Ho phaella moo, tšebeliso le nts'etsopele ea thepa ena ea biomimetic e boetse e fana ka maikutlo a katoloso e eketsehileng ho lisebelisoa tse ling tsa biomedical. Ka hona, ho bohlokoa ho hlalosa litšobotsi tsa bokaholimo ba thepa ena e bonolo haholo le ho utloisisa tšebelisano ea eona ea mechini le leihlo e le ho theha motheo o felletseng oa tsebo ho tšehetsa nts'etsopele le lits'ebetso tsa nakong e tlang. Lilense tse ngata tsa puisano tsa SiHy tse fumanehang khoebong li entsoe ka motsoako o ts'oanang oa li-polymer tse phelang metsing le tse sa pheleng tse etsang sebopeho se tšoanang sa thepa17. Lithuto tse 'maloa li entsoe ho batlisisa litšobotsi tsa tsona tsa mechini ho sebelisoa mekhoa ea tlhahlobo ea khatello ea setso, ho tensile le microindentation18,19,20,21. Leha ho le joalo, moralo o mocha oa biomimetic oa lehfilcon A CL o etsa hore e be thepa e ikhethang e fapaneng eo ho eona litšobotsi tsa mechini tsa meaho ea borashe ea polymer e nang le makala li fapaneng haholo le tsa substrate ea motheo ea SiHy. Ka hona, ho thata haholo ho lekanya litšobotsi tsena ka nepo ho sebelisoa mekhoa ea setso le ea indentation. Mokhoa o tšepisang o sebelisa mokhoa oa tlhahlobo ea nanoindentation o sebelisitsoeng ho microscopy ea matla a athomo (AFM), mokhoa o sebelisitsoeng ho fumana litšobotsi tsa mechini tsa thepa e bonolo ea viscoelastic joalo ka lisele tsa baeloji le lisele, hammoho le li-polymer tse bonolo22,23,24,25. ,26,27,28,29,30. Ho nanoindentation ya AFM, metheo ya teko ya nanoindentation e kopantswe le kgatelopele ya moraorao theknolojing ya AFM ho fana ka kutlwisiso e eketsehileng ya tekanyo le teko ya mefuta e mengata ya thepa e bonolo ya tlhaho31,32,33,34,35,36. Ho phaella moo, theknoloji ena e fana ka melemo e meng ya bohlokwa ka ho sebedisa dijiometri tse fapaneng, indenter le probe le monyetla wa teko mecheng e fapaneng ya metsi.
Ho ntsha di-nanoindentation tsa AFM ho ka arolwa ka maemo ka dikarolo tse tharo tse kgolo: (1) disebediswa (di-sensor, di-detector, di-probe, jj.); (2) di-parameter tsa tekanyo (jwalo ka matla, ho falla, lebelo, boholo ba ramp, jj.); (3) Tshebetso ya data (tokiso ya motheo, khakanyo ya ntlha ya ho ama, ho lokisa data, ho etsa mohlala, jj.). Bothata bo boholo ka mokgwa ona ke hore dithuto tse mmalwa dingolweng tse sebedisang AFM nanoindentation di tlaleha diphetho tse fapaneng haholo tsa bongata bakeng sa mofuta o tshwanang wa sampole/sele/thepa37,38,39,40,41. Mohlala, Lekka et al. Tshusumetso ya geometry ya probe ya AFM hodima modulus ya Young e lekantsweng ya disampole tsa hydrogel e tshwanang ka mechini le disele tse fapaneng e ile ya ithutwa le ho bapiswa. Ba tlaleha hore boleng ba modulus bo itshetlehile haholo ho kgetho ya cantilever le sebopeho sa ntlha, ka boleng bo hodimo ka ho fetisisa bakeng sa probe e bopehileng jwalo ka piramite le boleng bo tlase ka ho fetisisa ba 42 bakeng sa probe e chitja. Ka ho tshwanang, Selhuber-Unkel et al. Ho bontšitsoe kamoo lebelo la indenter, boholo ba indenter le botenya ba disampole tsa polyacrylamide (PAAM) li amang modulus ea Young e lekantsoeng ka nanoindentation ea ACM43. Ntlha e 'ngoe e thatafatsang ke khaello ea lisebelisoa tsa tlhahlobo ea modulus tse tloaelehileng tse tlase haholo le mekhoa ea teko ea mahala. Sena se etsa hore ho be thata haholo ho fumana liphetho tse nepahetseng ka kholiseho. Leha ho le joalo, mokhoa ona o thusa haholo bakeng sa litekanyo tse amanang le liteko le litlhahlobo tse bapisoang lipakeng tsa mefuta e tšoanang ea sampole, mohlala, ho sebelisa nanoindentation ea AFM ho khetholla lisele tse tloaelehileng ho tsoa liseleng tsa mofetše 44, 45.
Ha ho lekoa thepa e bonolo ka nanoindentation ya AFM, molao o akaretsang wa thupa ke ho sebedisa probe e nang le constant ya selemo e tlase (k) e tsamaellanang haufi-ufi le modulus ya sampole le ntlha ya hemispherical/circle e le hore probe ya pele e se ke ya phunya bokahodimo ba sampole ha e kopana le thepa e bonolo ka lekgetlo la pele. Ho bohlokwa hape hore letshwao la ho fapoha le hlahiswang ke probe le be matla ho lekana ho lemohuwa ke sistimi ya laser detector24,34,46,47. Tabeng ya disele tse fapaneng tse bonolo haholo, dithishu le dijele, phephetso e nngwe ke ho hlola matla a kgomaretsang pakeng tsa probe le bokahodimo ba sampole ho netefatsa litekanyo tse ka ikatisang le tse tshepahalang48,49,50. Ho fihlela morao tjena, mosebetsi o mongata wa nanoindentation ya AFM o tsepamisitse maikutlo thutong ya boitshwaro ba mechine ba disele tsa baeloji, dithishu, dijele, di-hydrogel, le di-biomolecule ho sebediswa di-probe tse kgolo tse chitja, tse atisang ho bitswa di-probe tsa colloidal (CPs). , 47, 51, 52, 53, 54, 55. Dintlha tsena di na le radius ya 1 ho isa ho 50 µm mme hangata di etswa ka khalase ya borosilicate, polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), silicon dioxide (SiO2) le carbon e kang daemane (DLC). Le hoja nanoindentation ya CP-AFM hangata e le kgetho ya pele bakeng sa tlhaloso ya sampole e bonolo, e na le mathata le mefokolo ya yona. Tshebediso ya dintlha tse kgolo tse chitja tsa micron e eketsa sebaka sohle sa ho kopana sa ntlha le sampole mme e fella ka tahlehelo e kgolo ya qeto ya sebaka. Bakeng sa mehlala e bonolo, e sa tshwaneng, moo thepa ya mechini ya dikarolo tsa lehae e ka fapanang haholo le karolelano sebakeng se seholo, CPintation e ka pata ho se tshwaneng ha thepa efe kapa efe ka sekala sa lehae52. Di-probe tsa Colloidal hangata di etswa ka ho hokela di-colloidal tse boholo ba micron ho di-cantilever tse se nang dintlha ho sebedisa di-epoxy adhesives. Ts'ebetso ea tlhahiso ka boeona e tletse mathata a mangata 'me e ka lebisa ho se lumellaneng ts'ebetsong ea ho lekanya probe. Ho phaella moo, boholo le boima ba likaroloana tsa colloidal li ama ka ho toba liparamente tse kholo tsa ho lekanya tsa cantilever, joalo ka maqhubu a resonant, ho tiea ha selemo, le kutloisiso ea ho fapoha56,57,58. Kahoo, mekhoa e sebelisoang hangata bakeng sa li-probe tsa AFM tse tloaelehileng, joalo ka ho lekanya mocheso, e kanna ea se fane ka tlhahlobo e nepahetseng bakeng sa CP, 'me mekhoa e meng e ka hlokahala ho etsa litokiso tsena57, 59, 60, 61. Liteko tse tloaelehileng tsa ho kenella ha CP li sebelisa cantilever e kholo ea ho fapoha ho ithuta thepa ea lisampole tse bonolo, e leng se bakang bothata bo bong ha ho lekanngoa boitšoaro bo seng ba mola oa cantilever ka ho fapoha ho hoholo62,63,64. Mekhoa ea sejoale-joale ea ho kenella ha probe ea colloidal hangata e nahana ka geometry ea cantilever e sebelisoang ho lekanya probe, empa e hlokomoloha tšusumetso ea likaroloana tsa colloidal, e leng se bakang ho se tsitse ho eketsehileng ho nepahaleng ha mokhoa38,61. Ka ho tšoanang, moduli ea elastic e baloang ka ho kopanya mohlala oa ho ikopanya e itšetlehile ka ho toba ka geometry ea probe ea indentation, 'me ho se lumellane pakeng tsa litšobotsi tsa ntlha le tsa sampole ea bokaholimo ho ka lebisa ho se nepahaleng27, 65, 66, 67, 68. Mosebetsi o mong oa morao tjena oa Spencer et al. Lintlha tse lokelang ho nahanoa ha ho hlalosoa borashe bo bonolo ba polymer ho sebelisoa mokhoa oa CP-AFM nanoindentation li totobalitsoe. Ba tlalehile hore ho bolokoa ha mokelikeli o nang le viscous ka borasheng ba polymer e le mosebetsi oa lebelo ho fella ka keketseho ea mojaro oa hlooho 'me ka hona litekanyo tse fapaneng tsa thepa e itšetlehileng ka lebelo30,69,70,71.
Thutong ena, re hlwaile modulus ya bokaholimo ba thepa e bonolo haholo e tenyetsehang haholo lehfilcon A CL re sebedisa mokgwa wa nanoindentation wa AFM o fetotsweng. Ka lebaka la thepa le sebopeho se secha sa thepa ena, mefuta ya kutlwisiso ya mokgwa wa setso wa ho kenya letsoho ha e a lekana ho hlalosa modulus ya thepa ena e bonolo haholo, kahoo ho hlokahala ho sebedisa mokgwa wa nanoindentation wa AFM o nang le kutlwisiso e phahameng le boemo bo tlase ba kutlwisiso. Kamora ho hlahloba mefokolo le mathata a mekgwa e teng ya nanoindentation ya probe ya colloidal AFM, re bontsha hore na ke hobaneng ha re kgethile probe e nyane, e entsweng ka mokhoa o ikgethileng ya AFM ho fedisa kutlwisiso, lerata la bokamorao, ntlha ya ho kopana, ho lekanya modulus ya lebelo la thepa e bonolo e fapaneng jwalo ka ho itshetleha ha mokelikeli. le ho lekanya ka nepo. Ho feta moo, re kgonne ho lekanya ka nepo sebopeho le boholo ba ntlha ya ho kenya letsoho, ho re dumella ho sebedisa mohlala wa ho lekana ha khoune-sphere ho fumana modulus ya elasticity ntle le ho lekola sebaka sa ho kopana sa ntlha le thepa. Mehopolo e 'meli e sa bonahaleng e lekanngoang mosebetsing ona ke thepa ea thepa e tenyetsehang ka botlalo le modulus e sa itšetleheng ka botebo ba ho kenella. Re sebelisa mokhoa ona, re ile ra qala ka ho leka maemo a bonolo haholo ka modulus e tsejoang ho lekanya mokhoa ona, eaba re sebelisa mokhoa ona ho hlalosa libaka tsa thepa e 'meli e fapaneng ea lense ea ho ikopanya. Mokhoa ona oa ho hlalosa libaka tsa nanoindentation tsa AFM tse nang le kutlo e eketsehileng o lebelletsoe ho sebetsa ho mefuta e mengata ea lisebelisoa tsa ultrasoft tse fapaneng tsa biomimetic tse nang le tšebeliso e ka bang teng lisebelisoa tsa bongaka le lits'ebetsong tsa bongaka.
Lehfilcon Lilense tsa mahlo (Alcon, Fort Worth, Texas, USA) le li-substrate tsa tsona tsa silicone hydrogel li khethiloe bakeng sa liteko tsa nanoindentation. Ho ile ha sebelisoa lense e entsoeng ka mokhoa o khethehileng tekong. Ho kenya lense bakeng sa teko, e ile ea beoa ka hloko setulong se bōpehileng joaloka dome, ho etsa bonnete ba hore ha ho na lipululana tsa moea tse kenang ka hare, ebe li tiisoa ka mathōko. Lesoba le ka har'a sesebelisoa se ka holimo ho sets'oants'o sa lense le fana ka phihlello setsing sa optical sa lense bakeng sa liteko tsa nanoindentation ha e ntse e tšoere mokelikeli sebakeng sa eona. Sena se boloka lilense li le metsi ka botlalo. 500 μl ea tharollo ea ho paka lense ea mahlo e ile ea sebelisoa e le tharollo ea teko. Ho netefatsa liphetho tsa bongata, li-hydrogel tsa polyacrylamide (PAAM) tse sa sebetseng tse fumanehang khoebong li ile tsa lokisoa ho tsoa ho motsoako oa polyacrylamide-co-methylene-bisacrylamide (100 mm Petrisoft Petri dishes, Matrigen, Irvine, CA, USA), modulus e tsebahalang ea elastic ea 1 kPa. Sebelisa marothodi a 4-5 (hoo e ka bang 125 µl) a phosphate buffered saline (PBS ho tsoa Corning Life Sciences, Tewkesbury, MA, USA) le lerothodi le le leng la tharollo ea lense ea puisano ea OPTI-FREE Puremoist (Alcon, Vaud, TX, USA). ) sebakeng sa AFM hydrogel-probe interface.
Disampole tsa di-substrate tsa Lehfilcon A CL le SiHy di bontshitswe ka ho sebedisa sistimi ya FEI Quanta 250 Field Emission Scanning Electron Microscope (FEG SEM) e nang le detector ya Scanning Transmission Electron Microscope (STEM). Ho lokisa disampole, dilense di ile tsa hlatsuwa ka metsi pele mme tsa sehwa ka di-wedge tse bōpehileng jwalo ka phae. Ho fihlella phapang e fapaneng pakeng tsa dikarolo tse hydrophilic le hydrophobic tsa disampole, tharollo e tsitsitseng ya 0.10% ya RuO4 e ile ya sebediswa e le dae, moo disampole di ileng tsa qoeliswa metsotso e 30. Ho daya ha lehfilcon A CL RuO4 ha ho bohlokwa feela ho fihlella phapang e ntlafetseng ya phapang, empa hape ho thusa ho boloka sebopeho sa borashe ba polymer bo nang le makala ka sebopeho sa bona sa pele, boo ka nako eo bo bonahalang ditshwantshong tsa STEM. Ebe di hlatsuwa mme tsa ntshwa metsi ka letoto la metswako ya ethanol/metsi ka ho eketsa mahloriso a ethanol. Disampole di ile tsa lahlelwa ka EMBEd 812/Araldite epoxy, e ileng ya fola bosiu bohle ho 70°C. Liboloko tsa mehlala tse fumanoeng ka polymerization ea resin li ile tsa sehoa ka ultramicrotome, 'me likarolo tse tšesaane tse hlahang li ile tsa bonoa ka sesebelisoa sa ho lemoha STEM ka mokhoa o tlase oa vacuum ka motlakase o potlakisang oa 30 kV. Sistimi e tšoanang ea SEM e sebelisitsoe bakeng sa tlhaloso e qaqileng ea probe ea PFQNM-LC-A-CAL AFM (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA). Litšoantšo tsa SEM tsa probe ea AFM li fumanoe ka mokhoa o tloaelehileng oa vacuum e phahameng ka motlakase o potlakisang oa 30 kV. Fumana litšoantšo ka likhutlo tse fapaneng le ho holisa ho rekota lintlha tsohle tsa sebopeho le boholo ba ntlha ea probe ea AFM. Litekanyo tsohle tsa ntlha tse khahlisang litšoantšong li ile tsa lekanngoa ka dijithale.
Microscope ea matla a athomo ea Dimension FastScan Bio (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA) e nang le mokhoa oa "PeakForce QNM in Fluid" e sebelisitsoe ho bona le ho kenya lehfilcon disampole tsa CL, SiHy substrate, le PAAm hydrogel. Bakeng sa liteko tsa ho nka litšoantšo, probe ea PEAKFORCE-HIRS-FA (Bruker) e nang le radius ea ntlha e tloaelehileng ea 1 nm e sebelisitsoe ho hapa litšoantšo tsa qeto e phahameng ea sampole ka sekhahla sa ho skena sa 0.50 Hz. Litšoantšo tsohle li nkiloe ka tharollo ea metsi.
Liteko tsa nanoindentation tsa AFM li entsoe ho sebelisoa probe ea PFQNM-LC-A-CAL (Bruker). Probe ea AFM e na le ntlha ea silicon holim'a cantilever ea nitride e botenya ba 345 nm, bolelele ba 54 µm le bophara ba 4.5 µm ka maqhubu a resonant a 45 kHz. E etselitsoe ka ho khetheha ho hlalosa le ho etsa litekanyo tsa nanomechanical tsa bongata lisampoleng tse bonolo tsa baeloji. Li-sensor li lekanngoa ka bonngoe fekthering ka litlhophiso tsa selemo tse lekanngoang esale pele. Li-constant tsa selemo tsa li-probe tse sebelisitsoeng thutong ena li ne li le pakeng tsa 0.05–0.1 N/m. Ho fumana ka nepo sebopeho le boholo ba ntlha, probe e ile ea hlalosoa ka botlalo ho sebelisoa SEM. Setšoantšong sa 1a se bontša micrograph ea elektrone e nang le qeto e phahameng, e nang le keketseho e tlase ea probe ea PFQNM-LC-A-CAL, e fanang ka pono e akaretsang ea moralo oa probe. Setšoantšong sa 1b ho bontšoa pono e atolositsoeng ea karolo e ka holimo ea ntlha ea probe, e fanang ka tlhaiso-leseling mabapi le sebopeho le boholo ba ntlha. Qetellong e feteletseng, nale ke hemisphere e ka bang bophara ba 140 nm (Setšoantšo sa 1c). Ka tlase ho sena, ntlha e tenyetseha ho ba sebopeho se kang khoune, e fihlang boleleleng bo lekantsoeng ba hoo e ka bang 500 nm. Ka ntle ho sebaka se tenyetsehang, ntlha e sephara 'me e fella ka bolelele bohle ba ntlha ea 1.18 µm. Ena ke karolo e ka sehloohong ea ts'ebetso ea ntlha ea probe. Ho phaella moo, probe e kholo ea polystyrene (PS) e chitja (Novascan Technologies, Inc., Boone, Iowa, USA) e nang le bophara ba ntlha ea 45 µm le botsitso ba selemo ba 2 N/m le eona e ile ea sebelisoa bakeng sa teko e le probe ea colloidal. Ka probe ea PFQNM-LC-A-CAL 140 nm bakeng sa papiso.
Ho tlalehiloe hore mokelikeli o ka tshwarwa pakeng tsa probe ya AFM le sebopeho sa borashe ba polymer nakong ya nanoindentation, e tla sebedisa matla a hodimo ho probe ya AFM pele e ama bokahodimo69. Phello ena e hlabang ya ho ntsha metsi ka lebaka la ho boloka mokelikeli e ka fetola ntlha e bonahalang ya ho kopana, ka hona ya ama ditekanyo tsa modulus ya bokahodimo. Ho ithuta phello ya geometry ya probe le lebelo la ho kenella ho boloka mokelikeli, di-curve tsa matla a ho kenella di ile tsa tshwarwa bakeng sa disampole tsa lehfilcon A CL ho sebediswa probe ya bophara ba 140 nm ka sekgahla sa ho falla se sa fetoheng sa 1 µm/s le 2 µm/s. bophara ba probe 45 µm, ho bewa ha matla a tsitsitseng 6 nN ho fihlelletswe ho 1 µm/s. Diteko tse nang le probe ya bophara ba 140 nm di entswe ka lebelo la ho kenella la 1 µm/s le matla a behiloeng a 300 pN, a kgethilweng ho theha kgatello ya ho ikopanya ka hara sebaka sa fisioloji (1–8 kPa) ya eyelid e ka hodimo. kgatello 72. Disampole tse bonolo tse lokisitsweng tsa PAA hydrogel tse nang le kgatello ya 1 kPa di ile tsa lekoa bakeng sa matla a ho kenella a 50 pN ka lebelo la 1 μm/s ho sebediswa probe e nang le bophara ba 140 nm.
Kaha bolelele ba karolo e kobehileng ea ntlha ea probe ea PFQNM-LC-A-CAL bo ka ba 500 nm, bakeng sa botebo bofe kapa bofe ba ho kenella < 500 nm ho ka nahanoa ka mokhoa o sireletsehileng hore jeometri ea probe nakong ea ho kenella e tla lula e le 'nete ho sebopeho sa eona sa khoune. Ho phaella moo, ho nahanoa hore bokaholimo ba thepa e tlas'a teko bo tla bontša karabelo e fetohang, e tla boela e netefatsoe likarolong tse latelang. Ka hona, ho latela sebopeho le boholo ba ntlha, re khethile mohlala oa ho lokisa khoune-sphere o ntlafalitsoeng ke Briscoe, Sebastian le Adams, o fumanehang software ea morekisi, ho sebetsana le liteko tsa rona tsa nanoindentation tsa AFM (NanoScope). Software ea tlhahlobo ea data ea karohano, Bruker) 73. Mohlala o hlalosa kamano ea matla-ho falla F(δ) bakeng sa khoune e nang le sekoli sa ntlha e chitja. Setshwantshong. Setšoantšo sa 2 se bonts'a jeometri ea khokahano nakong ea tšebelisano ea khoune e tiileng le ntlha e chitja, moo R e leng radius ea ntlha e chitja, a ke radius ea khokahano, b ke radius ea khokahano qetellong ea ntlha e chitja, δ ke radius ea khokahano. botebo ba indentation, θ ke halofo ea angle ea khoune. Setšoantšo sa SEM sa probe ena se bontša ka ho hlaka hore ntlha e chitja ea bophara ba 140 nm e kopana ka tsela e fapaneng ho ba khoune, kahoo mona b e hlalosoa feela ka R, ke hore b = R cos θ. Software e fanoang ke morekisi e fana ka kamano ea khoune-sphere ho bala boleng ba modulus (E) ea Young ho tsoa ho data ea karohano ea matla e nkang a > b. Kamano:
moo F e leng matla a ho kenella, E ke modulus ea Young, ν ke karolelano ea Poisson. Radius ea khokahano a e ka hakanngoa ho sebelisoa:
Sekema sa jeometri ea ho kopana ea khoune e thata e nang le ntlha e chitja e hatelitsoeng ka har'a thepa ea lense ea ho kopana ea Lefilcon ka lera la bokaholimo ba borashe ba polymer bo nang le makala.
Haeba e le ≤ b, kamano e fokotseha ho ya ho equation bakeng sa indenter e chitja e tlwaelehileng;
Re lumela hore tšebelisano ea probe e kenellang le sebopeho sa makala sa borashe ba polymer ea PMPC e tla etsa hore radius ea khokahano a e be kholo ho feta radius ea khokahano e chitja b. Ka hona, bakeng sa litekanyo tsohle tsa bongata tsa modulus ea elastic tse entsoeng thutong ena, re sebelisitse ho itšetleha ho fumanoeng bakeng sa nyeoe a > b.
Lisebelisoa tsa biomimetic tse bonolo ka ho fetisisa tse ithutiloeng thutong ena li ile tsa nkuwa ka botlalo ho sebelisoa microscopy ea electron transmission (STEM) ea karolo ea sampole le microscopy ea matla a athomo (AFM) ea bokaholimo. Tlhaloso ena e qaqileng ea bokaholimo e entsoe e le katoloso ea mosebetsi oa rona o hatisitsoeng pele, oo ho oona re ileng ra fumana hore sebopeho sa borashe ba polymeric se nang le makala a dynamically sa bokaholimo ba lehfilcon A CL bo fetotsoeng ke PMPC se bontšitse thepa e tšoanang ea mechini le lisele tsa tlhaho tsa cornea 14. Ka lebaka lena, re bua ka bokaholimo ba lense ea ho ikopanya e le lisebelisoa tsa biomimetic14. Setšoantšong sa 3a,b ho bontšoa likarolo tse tšekaletseng tsa meaho ea borashe ba polymer ea PMPC e nang le makala holim'a substrate ea lehfilcon A CL le substrate ea SiHy e sa phekoloang, ka ho latellana. Bokaholimo ba lisampole ka bobeli bo ile ba hlahlojoa ka ho eketsehileng ho sebelisoa litšoantšo tsa AFM tse nang le qeto e phahameng, tse ileng tsa tiisa liphetho tsa tlhahlobo ea STEM (Setšoantšo sa 3c, d). Ha li kopantsoe hammoho, litšoantšo tsena li fana ka bolelele bo hakanyetsoang ba sebopeho sa borashe ba polymer bo nang le makala a PMPC ho 300–400 nm, e leng habohlokoa bakeng sa ho toloka litekanyo tsa nanoindentation tsa AFM. Tlhokomeliso e 'ngoe ea bohlokoa e fumanoeng litšoantšong ke hore sebopeho sa bokaholimo ba thepa ea biomimetic ea CL se fapane ka sebopeho le sa thepa ea substrate ea SiHy. Phapang ena sebopehong sa bona sa bokaholimo e ka bonahala nakong ea tšebelisano ea bona ea mechini le probe ea AFM e kenellang 'me hamorao ka boleng ba modulus bo lekantsoeng.
Litšoantšo tsa STEM tse nang le karolo e tšekaletseng tsa (a) lehfilcon A CL le (b) substrate ea SiHy. Bar ea sekala, 500 nm. Litšoantšo tsa AFM tsa bokaholimo ba substrate ea lehfilcon A CL (c) le substrate ea motheo ea SiHy (d) (3 µm × 3 µm).
Li-polymer tse susumelitsoeng ke bio le meaho ea borashe ea polymer li bonolo ka tlhaho 'me li ithutile haholo' me li sebelisitsoe lits'ebetsong tse fapaneng tsa bongaka74,75,76,77. Ka hona, ho bohlokoa ho sebelisa mokhoa oa AFM nanoindentation, o ka lekanyang ka nepo le ka mokhoa o tšepahalang litšobotsi tsa bona tsa mechini. Empa ka nako e ts'oanang, litšobotsi tse ikhethang tsa thepa ena e bonolo haholo, joalo ka modulus e tlase haholo ea elastic, litaba tse ngata tsa mokelikeli le ho tenyetseha ho hoholo, hangata li etsa hore ho be thata ho khetha thepa e nepahetseng, sebopeho le sebopeho sa probe e kenellang. Sena se bohlokoa e le hore indenter e se ke ea phunya bokaholimo bo bonolo ba sampole, e leng se ka lebisang liphosong ho khethoeng ha ntlha ea ho kopana le bokaholimo le sebaka sa ho kopana.
Bakeng sa sena, kutlwisiso e felletseng ea sebopeho sa thepa ea biomimetic e bonolo haholo (lehfilcon A CL) ea hlokahala. Tlhahisoleseling mabapi le boholo le sebopeho sa borashe ba polymer bo nang le makala bo fumanoeng ho sebelisoa mokhoa oa ho nka litšoantšo e fana ka motheo oa tlhaloso ea mechini ea bokaholimo ho sebelisoa mekhoa ea nanoindentation ea AFM. Ho e-na le li-probe tsa colloidal tse chitja tse boholo ba micron, re khethile probe ea silicon nitride ea PFQNM-LC-A-CAL (Bruker) e nang le bophara ba ntlha ea 140 nm, e etselitsoeng ka ho khetheha 'mapa oa bongata oa thepa ea mechini ea lisampole tsa baeloji 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84 Lebaka la ho sebelisa li-probe tse bohale haholo ha li bapisoa le li-probe tsa colloidal tse tloaelehileng le ka hlalosoa ke likarolo tsa sebopeho sa thepa. Ha ho bapiswa boholo ba ntlha ya probe (~140 nm) le borashe ba polymer bo nang le makala hodima CL lehfilcon A, bo bontshitsweng ho Setshwantsho sa 3a, ho ka fihlellwa qeto ya hore ntlha e kgolo ho lekana ho kopana ka ho toba le meaho ena ya borashe, e leng se fokotsang monyetla wa hore ntlha e phunyeletse ka hara tsona. Ho bontsha ntlha ena, ho Setshwantsho sa 4 ke setshwantsho sa STEM sa lehfilcon A CL le ntlha e kenellang ya probe ya AFM (e huletsweng sekala).
Sekema se bontshang setshwantsho sa STEM sa lehfilcon A CL le probe ya ho kenya dentation ya ACM (e huletsweng sekala).
Ho phaella moo, boholo ba ntlha ya 140 nm bo bonyenyane ho lekana ho qoba kotsi ya ditlamorao dife kapa dife tsa ho ntsha tse kgomarelang tse tlalehilweng pele bakeng sa borashe ba polymer tse hlahisitsweng ke mokhoa wa nanoindentation wa CP-AFM69,71. Re nahana hore ka lebaka la sebopeho se ikgethang sa khoune-spherical le boholo bo bonyenyane ba ntlha ena ya AFM (Setshwantsho sa 1), mofuta wa curve ya matla e hlahiswang ke lehfilcon A CL nanoindentation e ke ke ya itshetleha ka lebelo la ho ntsha kapa lebelo la ho kenya/ho ntsha. Ka hona, ha e angwe ke ditlamorao tsa poroelastic. Ho leka kgopolo ena, disampole tsa lehfilcon A CL di ile tsa ntshwa ka matla a phahameng a tsitsitseng ho sebediswa probe ya PFQNM-LC-A-CAL, empa ka lebelo le fapaneng, mme di-curve tsa matla a ho tshwarwa le a ho kgutlisa tse hlahang di sebedisitswe ho rala matla (nN) ka karohano (µm) di bontshwa ho Setshwantsho sa 5a. Ho hlakile hore matla a kobeha nakong ea ho kenya le ho jarolla a kopana ka botlalo, 'me ha ho na bopaki bo hlakileng ba hore ho kuta ha matla botebong ba ho kenya leso ho eketseha ka lebelo la ho kenya leso setšoantšong, ho fana ka maikutlo a hore likarolo tsa borashe ka bomong li ne li khetholloa ntle le phello ea poroelastic. Ka lehlakoreng le leng, litlamorao tsa ho boloka mokelikeli (litlamorao tsa ho ntša metsi ka bongata le poroelasticity) lia bonahala bakeng sa probe ea AFM ea bophara ba 45 µm ka lebelo le tšoanang la ho kenya lesoba 'me li totobatsoa ke hysteresis pakeng tsa li-curve tse otlolohileng le tse hulang morao, joalo ka ha ho bontšitsoe ho Setšoantšo sa 5b. Liphetho tsena li tšehetsa khopolo-taba 'me li fana ka maikutlo a hore li-probe tsa bophara ba 140 nm ke khetho e ntle bakeng sa ho khetholla libaka tse joalo tse bonolo.
lehfilcon Matla a ho kenella ha CL a kobeha ka ho sebedisa ACM; (a) ho sebedisa probe e nang le bophara ba 140 nm ka lebelo la ho kenya tse pedi, ho bontsha ho se be le phello ya poroelastic nakong ya ho kenella ha bokahodimo; (b) ho sebedisa diprobe tse nang le bophara ba 45 µm le 140 nm. s ho bontsha ditlamorao tsa ho ntsha viscous le poroelasticity bakeng sa diprobe tse kgolo ha di bapiswa le diprobe tse nyane.
Ho hlalosa libaka tse bonolo haholo, mekhoa ea ho kenya letsoho ha AFM e tlameha ho ba le probe e ntle ka ho fetisisa ho ithuta litšobotsi tsa thepa e ithutoang. Ntle le sebopeho le boholo ba ntlha, kutlo ea sistimi ea ho lemoha ea AFM, kutlo ea ho kheloha ha ntlha tikolohong ea teko, le ho thatafala ha cantilever li bapala karolo ea bohlokoa ho fumaneng ho nepahala le ho tšepahala ha litekanyo tsa nanoindentation. Bakeng sa sistimi ea rona ea AFM, moeli oa ho lemoha oa Position Sensitive Detector (PSD) ke hoo e ka bang 0.5 mV mme o ipapisitse le sekhahla sa selemo se lekantsoeng esale pele le kutlo ea ho kheloha ha mokelikeli e baloang ea probe ea PFQNM-LC-A-CAL, e tsamaellanang le kutlo ea moroalo oa khopolo-taba. e ka tlase ho 0.1 pN. Ka hona, mokhoa ona o lumella ho lekanya matla a bonyane a ho kenya letsoho ≤ 0.1 pN ntle le karolo efe kapa efe ea lerata la peripheral. Leha ho le joalo, ho batla ho sa khonehe hore sistimi ea AFM e fokotse lerata la peripheral ho ea boemong bona ka lebaka la lintlha tse kang ho thothomela ha mechini le matla a mokelikeli. Mabaka ana a fokotsa kutloelo-bohloko ka kakaretso ea mokhoa oa AFM nanoindentation 'me hape a fella ka lets'oao la lerata la bokamorao la hoo e ka bang ≤ 10 pN. Bakeng sa tlhaloso ea bokaholimo, lisampole tsa substrate tsa lehfilcon A CL le SiHy li ile tsa kenngoa ka hare tlas'a maemo a metsi ka botlalo ho sebelisoa probe ea 140 nm bakeng sa tlhaloso ea SEM, 'me li-curve tsa matla tse hlahisoang li ile tsa kenngoa pakeng tsa matla (pN) le khatello. Polane ea karohano (µm) e bontšitsoe ho Setšoantšo sa 6a. Ha e bapisoa le substrate ea motheo ea SiHy, lekhapetla la matla la lehfilcon A CL le bontša ka ho hlaka mohato oa phetoho o qalang sebakeng sa ho kopana le borashe ba polymer bo forogong 'me o fella ka phetoho e bohale ho hokahaneng ha leralla le tšoaeang ntlha le thepa e ka tlase. Karolo ena ea phetoho ea lekhapetla la matla e totobatsa boitšoaro bo tenyetsehang ba borashe ba polymer bo nang le makala holim'a bokaholimo, joalo ka ha ho pakoa ke lekhapetla la khatello le latelang lekhapetla la khatello haufi-ufi le phapang ea thepa ea mechini pakeng tsa sebopeho sa borashe le thepa e kholo ea SiHy. Ha ho bapisoa lefilcon. Karohano ea bolelele bo tloaelehileng ba borashe ba polymer bo nang le makala setšoantšong sa STEM sa PCS (Setšoantšo sa 3a) le mothapo oa eona oa matla ho theosa le abscissa ho Setšoantšo sa 3a. 6a e bontša hore mokhoa ona o khona ho lemoha ntlha le polymer e nang le makala ho fihlela holimo holimo. Ho kopana pakeng tsa meaho ea borashe. Ho phaella moo, ho kopana ha haufi ha li-curve tsa matla ho bontša hore ha ho na phello ea ho boloka metsi. Tabeng ena, ha ho na ho khomarela pakeng tsa nale le bokaholimo ba sampole. Likarolo tse ka holimo tsa li-curve tsa matla bakeng sa lisampole tse peli lia kopana, li bontša ho tšoana ha thepa ea mechini ea thepa ea substrate.
(a) Li-curve tsa matla a nanoindentation a AFM bakeng sa li-substrate tsa lehfilcon A CL le li-substrate tsa SiHy, (b) li-curve tsa matla tse bontšang khakanyo ea ntlha ea ho kopana ho sebelisoa mokhoa oa moeli oa lerata la morao.
E le ho ithuta lintlha tse ntle tsa mothapo oa matla, mothapo oa khatello oa sampole ea lehfilcon A CL o hlophisitsoe bocha ho Setšoantšo sa 6b ka matla a phahameng a 50 pN ho potoloha mothapo oa y. Graphe ena e fana ka tlhaiso-leseling ea bohlokoa mabapi le lerata la mantlha la bokamorao. Lerata le ka har'a ±10 pN, e sebelisoang ho fumana ka nepo ntlha ea khokahano le ho bala botebo ba ho kenella. Joalokaha ho tlalehiloe libukeng, ho khetholla lintlha tsa khokahano ho bohlokoa ho lekola ka nepo thepa ea thepa joalo ka modulus85. Mokhoa o kenyeletsang ts'ebetso ea othomathike ea data ea mothapo oa matla o bontšitse ho lumellana ho ntlafetseng pakeng tsa ho kenya data le litekanyo tsa bongata bakeng sa thepa e bonolo86. Mosebetsing ona, khetho ea rona ea lintlha tsa khokahano e bonolo ebile e na le sepheo, empa e na le meeli ea eona. Mokhoa oa rona oa ho boloka nako oa ho fumana ntlha ea khokahano o ka fella ka boleng ba modulus bo feteletseng hanyane bakeng sa botebo bo bonyenyane ba ho kenella (< 100 nm). Tšebeliso ea ho lemoha ntlha ea ho ama e thehiloeng ho algorithm le ts'ebetso ea data e iketsang e ka ba tsoelo-pele ea mosebetsi ona nakong e tlang ho ntlafatsa mokhoa oa rona haholoanyane. Kahoo, bakeng sa lerata la bokamorao la kahare ho tatellano ea ±10 pN, re hlalosa ntlha ea ho kopana e le ntlha ea pele ea data ho x-axis ho Setšoantšo sa 6b ka boleng ba ≥10 pN. Ebe, ho latela moeli oa lerata oa 10 pN, mola o otlolohileng boemong ba ~0.27 µm o tšoaea ntlha ea ho kopana le bokaholimo, ka mor'a moo mokoloko o otlollang o tsoela pele ho fihlela substrate e kopana le botebo ba ho kenella ha ~270 nm. Hoa thahasellisa hore, ho latela boholo ba likarolo tsa borashe ba polymer tse nang le makala (300–400 nm) tse lekantsoeng ho sebelisoa mokhoa oa ho nka litšoantšo, botebo ba ho kenella ha CL lehfilcon Sampole e bonoang ho sebelisoa mokhoa oa moeli oa lerata la bokamorao ke hoo e ka bang 270 nm, e leng haufi haholo le boholo ba tekanyo le STEM. Liphetho tsena li tiisa ho lumellana le ho sebetsa ha sebopeho le boholo ba ntlha ea probe ea AFM bakeng sa ho kenella ha sebopeho sena sa borashe ba polymer se nang le makala a bonolo haholo le a tenyetsehang haholo. Lintlha tsena li boetse li fana ka bopaki bo matla ba ho tšehetsa mokhoa oa rona oa ho sebelisa lerata la bokamorao e le moeli oa ho supa lintlha tsa ho kopana. Ka hona, liphetho life kapa life tsa bongata tse fumanoang ho tsoa ho mohlala oa lipalo le ho lokisa sekhutlo sa matla li lokela ho nepahala ka mokhoa o batlang o lekana.
Litekanyo tsa bongata ka mekhoa ea nanoindentation ea AFM li itšetlehile ka botlalo ka mehlala ea lipalo e sebelisoang bakeng sa khetho ea data le tlhahlobo e latelang. Ka hona, ho bohlokoa ho nahana ka lintlha tsohle tse amanang le khetho ea indenter, thepa ea thepa le mechini ea tšebelisano ea tsona pele u khetha mohlala o itseng. Tabeng ena, geometry ea ntlha e ile ea hlalosoa ka hloko ho sebelisoa li-micrograph tsa SEM (Setšoantšo sa 1), 'me ho latela liphetho, probe ea nanoindenting ea AFM ea bophara ba 140 nm e nang le khoune e thata le geometry ea ntlha e chitja ke khetho e ntle ea ho hlalosa lisampole tsa lehfilcon A CL79. Ntlha e 'ngoe ea bohlokoa e hlokang ho hlahlojoa ka hloko ke ho tenyetseha ha thepa ea polymer e ntseng e lekoa. Le hoja data ea pele ea nanoindentation (Litšoantšo tsa 5a le 6a) e hlalosa ka ho hlaka litšobotsi tsa ho kopana ha likhakanyo tsa khatello le khatello, ke hore, ho hlaphoheloa ka botlalo ha thepa, ho bohlokoa haholo ho netefatsa mofuta oa ho tenyetseha feela oa likhokahano. Ho fihlela sena, ho ile ha etsoa ho kenngoa ha meno habeli ka tatellano sebakeng se le seng holim'a sampole ea lehfilcon A CL ka sekhahla sa ho kenngoa ha meno sa 1 µm/s tlas'a maemo a felletseng a metsi. Lintlha tsa curve ea matla a hlahang li bontšitsoe ho setšoantšo sa 7 'me, joalo ka ha ho ne ho lebelletsoe, li-curve tsa katoloso le khatello ea likhatiso tse peli li batla li tšoana, li totobatsa ho tenyetseha ho hoholo ha sebopeho sa borashe ba polymer bo nang le makala.
Maqhubu a mabedi a matla a ho kenella sebakeng se le seng holim'a lehfilcon A CL a bontša ho tenyetseha ho loketseng ha bokaholimo ba lense.
Ho latela tlhahisoleseding e fumanweng ditshwantshong tsa SEM le STEM tsa ntlha ya probe le bokahodimo ba lehfilcon A CL, ka ho latellana, mohlala wa khoune-sphere ke pontsho e utlwahalang ya dipalo ya tshebedisano pakeng tsa ntlha ya probe ya AFM le thepa e bonolo ya polymer e ntseng e lekwa. Ho feta moo, bakeng sa mohlala ona wa khoune-sphere, dikgopolo tsa motheo mabapi le thepa ya ho tenyetseha ya thepa e hatisitsweng di sebetsa hantle bakeng sa thepa ena e ntjha ya biomimetic mme di sebedisetswa ho lekanya modulus ya ho tenyetseha.
Kamora tlhahlobo e felletseng ea mokhoa oa AFM nanoindentation le likarolo tsa oona, ho kenyeletsoa le thepa ea probe ea indentation (sebopeho, boholo le ho tiea ha selemo), kutloelo-bohloko (lerata la bokamorao le khakanyo ea lintlha tsa ho kopana), le mehlala ea ho lokisa data (litekanyo tsa modulus ea bongata), mokhoa ona o sebelisitsoe. hlalosa lisampole tse bonolo tse fumanehang khoebong ho netefatsa liphetho tsa bongata. Hydrogel ea khoebo ea polyacrylamide (PAAM) e nang le modulus ea elastic ea 1 kPa e ile ea lekoa tlas'a maemo a metsi a sebelisoang ho sebelisoa probe ea 140 nm. Lintlha tsa teko ea module le lipalo li fanoe Tlhahisoleseding e Tlatsetsang. Liphetho li bontšitse hore modulus e tloaelehileng e lekantsoeng e ne e le 0.92 kPa, 'me ho kheloha ha %RSD le peresente (%) ho tloha modulus e tsejoang e ne e le ka tlase ho 10%. Liphetho tsena li tiisa ho nepahala le ho ikatisa ha mokhoa oa AFM nanoindentation o sebelisitsoeng mosebetsing ona ho lekanya moduli ea lisebelisoa tsa ultrasoft. Bokaholimo ba disampole tsa lehfilcon A CL le substrate ya motheo wa SiHy di ile tsa hlaloswa hape ka ho sebedisa mokgwa o tshwanang wa AFM nanoindentation ho ithuta modulus e bonahalang ya ho ikopanya ya bokahodimo bo bonolo ba ultrasoft jwalo ka mosebetsi wa botebo ba ho kenella. Di-curve tsa karohano ya matla a ho kenella di ile tsa hlahiswa bakeng sa disampole tse tharo tsa mofuta o mong le o mong (n = 3; ho kenella ho le mong ka sampole) ka matla a 300 pN, lebelo la 1 µm/s, le metsi a felletseng. Mokokotlo wa ho arolelana matla a ho kenella o ile wa hakanyetswa ho sebediswa mohlala wa khoune-sphere. Ho fumana modulus e itshetlehileng ka botebo ba ho kenella, karolo e bophara ba 40 nm ya mokokotlo wa matla e ile ya bewa keketsehong e nngwe le e nngwe ya 20 nm ho qala ho tloha moo ho kopanang teng, mme ha lekanyetswa boleng ba modulus mohatong o mong le o mong wa mokokotlo wa matla. Spin Cy et al. Mokhoa o tšoanang o sebelisitsoe ho hlalosa modulus gradient ea li-polymer brushes tsa poly(lauryl methacrylate) (P12MA) ho sebelisoa nanoindentation ea colloidal AFM probe, 'me li lumellana le data ho sebelisoa mohlala oa ho ikopanya oa Hertz. Mokhoa ona o fana ka moralo oa modulus ea bonahalang ea ho ikopanya (kPa) khahlanong le botebo ba indentation (nm), joalo ka ha ho bontšitsoe ho Setšoantšo sa 8, se bontšang modulus ea bonahalang ea ho kopana/depth gradient. Modulus ea elastic e baliloeng ea CL lehfilcon A sampole e ka har'a 2-3 kPa ka har'a 100 nm e kaholimo ea sampole, ho feta moo e qalang ho eketseha ka botebo. Ka lehlakoreng le leng, ha ho lekoa substrate ea motheo ea SiHy ntle le filimi e kang borashe holim'a metsi, botebo bo phahameng ba indentation bo fihletsoeng ka matla a 300 pN bo ka tlase ho 50 nm, 'me boleng ba modulus bo fumanoeng ho tsoa ho data ke hoo e ka bang 400 kPa, e leng se bapisoang le boleng ba modulus ea Young bakeng sa thepa e ngata.
Modulus e bonahalang ya ho kopana (kPa) kgahlanong le botebo ba ho kenella (nm) bakeng sa di-substrate tsa lehfilcon A CL le SiHy tse sebedisang mokgwa wa AFM wa ho kenella ka nano ka geometry ya khoune-sphere ho lekanya modulus.
Karolo e ka holimo-limo ea sebopeho se secha sa borashe ba polymer se nang le makala a biomimetic se bontša modulus e tlase haholo ea ho tenyetseha (2–3 kPa). Sena se tla tsamaisana le ntlha e leketlileng e lokolohileng ea borashe ba polymer bo nang le foroko joalo ka ha ho bontšitsoe setšoantšong sa STEM. Leha ho na le bopaki bo itseng ba gradient ea modulus moeling o ka ntle oa CL, substrate e kholo ea modulus e na le tšusumetso e kholo. Leha ho le joalo, karolo e ka holimo ea 100 nm ea bokaholimo e ka hare ho 20% ea bolelele bohle ba borashe ba polymer bo nang le makala, kahoo hoa utloahala ho nahana hore boleng bo lekantsoeng ba modulus bo fapaneng bona ba botebo ba indentation bo nepahetse haholo 'me ha bo itšetlehe haholo ka phello ea ntho e ka tlase.
Ka lebaka la moralo o ikhethang oa biomimetic oa lense tsa mahlo tsa lehfilcon A, tse nang le meaho ea borashe ea polymer ea PMPC e nang le makala a kentsoeng holim'a li-substrate tsa SiHy, ho thata haholo ho hlalosa ka mokhoa o tšepahalang litšobotsi tsa mechini tsa meaho ea tsona ea bokaholimo ho sebelisoa mekhoa ea setso ea ho lekanya. Mona re hlahisa mokhoa o tsoetseng pele oa AFM nanoindentation bakeng sa ho hlalosa ka nepo lisebelisoa tse bonolo haholo tse kang lefilcon A e nang le metsi a mangata le ho tenyetseha ho hoholo haholo. Mokhoa ona o thehiloe tšebelisong ea probe ea AFM eo boholo ba ntlha le geometry ea eona li khethiloeng ka hloko ho bapisa litekanyo tsa sebopeho sa likarolo tsa bokaholimo bo bonolo haholo tse lokelang ho hatisoa. Motsoako ona oa litekanyo lipakeng tsa probe le sebopeho o fana ka kutloisiso e eketsehileng, e re lumellang ho lekanya modulus e tlase le thepa ea tlhaho ea ho tenyetseha ea likarolo tsa borashe tsa polymer tse nang le makala, ho sa tsotelehe litlamorao tsa poroelastic. Liphetho li bontšitse hore borashe ba polymer ba PMPC ba makala a ikhethang bo ikhethang ba bokaholimo ba lense bo ne bo e-na le modulus e tenyetsehang e tlase haholo (ho fihlela ho 2 kPa) le ho tenyetseha ho hoholo haholo (hoo e ka bang 100%) ha bo lekoa tikolohong ea metsi. Liphetho tsa nanoindentation ea AFM li boetse li re lumelletse ho hlalosa modulus/gradient e bonahalang ea ho kopana (30 kPa/200 nm) ea bokaholimo ba lense ea biomimetic. Gradient ena e ka bakoa ke phapang ea modulus pakeng tsa borashe ba polymer bo nang le makala le substrate ea SiHy, kapa sebopeho/botebo ba makala a borashe ba polymer, kapa motsoako oa tsona. Leha ho le joalo, ho hlokahala lithuto tse ling tse tebileng ho utloisisa ka botlalo kamano pakeng tsa sebopeho le thepa, haholo-holo phello ea makala a borashe holim'a thepa ea mechini. Litekanyo tse tšoanang li ka thusa ho khetholla thepa ea mechini ea bokaholimo ba thepa e meng e bonolo haholo le lisebelisoa tsa bongaka.
Disete tsa data tse hlahisitsweng le/kapa tse hlahlobilweng nakong ya phuputso ya hajwale di fumaneha ho bangodi ba amehang ha ho kopuwa ka lebaka le utlwahalang.
Rahmati, M., Silva, EA, Reseland, JE, Hayward, K. le Haugen, HJ Likarabelo tsa baeloji ho thepa ea 'mele le ea lik'hemik'hale ea bokaholimo ba lintho tse phelang. Sechaba sa lik'hemik'hale. Moq. 49, 5178–5224 (2020).
Chen, FM le Liu, X. Ntlafatso ea lintho tse phelang tse nkiloeng ke batho bakeng sa boenjiniere ba lisele. mananeo. polymer. saense. 53, 86 (2016).
Saddler, K. et al. Moralo, ts'ebetsong ea bongaka, le karabelo ea 'mele ea ho itšireletsa mafung ea lintho tse phelang meriana e tsosolosang. National Matt Rev. 1, 16040 (2016).
Oliver WK le Farr GM Mokhoa o ntlafetseng oa ho fumana boima le modulus ea elastic ka ho sebelisa liteko tsa ho kenella ka hare ka litekanyo tsa mojaro le ho falla. J. Alma mater. tanka ea polokelo. 7, 1564–1583 (2011).
Wally, SM Tšimoloho ea nalane ea teko ea ho thatafala ha ho kenngoa ha lesoba. alma mater. mahlale. mahlale. 28, 1028–1044 (2012).
Broitman, E. Litekanyo tsa ho Tiea ha Leihlo ho Macro-, Micro-, le Nanoscale: Tlhahlobo e Bohlokoa. moloko. Wright. 65, 1–18 (2017).
Kaufman, JD le Clapperich, Liphoso tsa ho lemoha bokaholimo ba SM li lebisa ho khakanyo e feteletseng ea modulus ho nanoindentation ea thepa e bonolo. J. Mecha. Boitšoaro. Saense ea Biomedical. alma mater. 2, 312–317 (2009).
Karimzade A., Koloor SSR, Ayatollakhi MR, Bushroa AR le Yahya M.Yu. Tlhahlobo ea mokhoa oa nanoindentation bakeng sa ho fumana litšobotsi tsa mechini tsa nanocomposites tse sa tšoaneng ho sebelisoa mekhoa ea liteko le ea lipalo. saense. Ntlo ea 9, 15763 (2019).
Liu, K., VanLendingham, MR, le Owart, TS Tlhaloso ea mechine ea li-gel tse bonolo tsa viscoelastic ka ho kenngoa le ho ntlafatsa tlhahlobo ea likarolo tse fokolang tse thehiloeng ho inverse. J. Mecha. Boitšoaro. Saense ea Biomedical. alma mater. 2, 355–363 (2009).
Andrews JW, Bowen J le Chaneler D. Ntlafatso ea ho fumana viscoelasticity ho sebelisoa litsamaiso tse lumellanang tsa ho lekanya. Soft Matter 9, 5581–5593 (2013).
Briscoe, BJ, Fiori, L. le Pellillo, E. Ho tshwarwa ha bokahodimo ba polymeric ka nano. J. Fisiks. D. Etsa kopo ya fisiks. 31, 2395 (1998).
Miyailovich AS, Tsin B., Fortunato D. le Van Vliet KJ Tlhaloso ea litšobotsi tsa mechine ea viscoelastic tsa li-polymer tse tenyetsehang haholo le lisele tsa baeloji tse sebelisang ho kenngoa ha shock. Journal of Biomaterials. 71, 388–397 (2018).
Perepelkin NV, Kovalev AE, Gorb SN, Borodich FM Tlhahlobo ea modulus e tenyetsehang le mosebetsi oa ho khomarela oa thepa e bonolo ho sebelisoa mokhoa o atolositsoeng oa Borodich-Galanov (BG) le ho kenella ka botebo. boea. alma mater. 129, 198–213 (2019).
Shi, X. et al. Sebopeho sa nanoscale le thepa ea mechini ea libaka tsa biomimetic polymeric tsa lilense tsa silicone hydrogel contact. Langmuir 37, 13961–13967 (2021).