Paldies, ka apmeklējāt vietni Nature.com.Jūs izmantojat pārlūkprogrammas versiju ar ierobežotu CSS atbalstu.Lai nodrošinātu vislabāko pieredzi, ieteicams izmantot atjauninātu pārlūkprogrammu (vai atspējot saderības režīmu pārlūkprogrammā Internet Explorer).Turklāt, lai nodrošinātu pastāvīgu atbalstu, mēs rādām vietni bez stiliem un JavaScript.
Vienlaicīgi parāda trīs slaidu karuseli.Izmantojiet pogas Iepriekšējais un Nākamais, lai pārvietotos pa trim slaidiem vienlaikus, vai izmantojiet slīdņa pogas, kas atrodas beigās, lai pārvietotos pa trim slaidiem vienlaikus.
Izstrādājot jaunus īpaši mīkstus materiālus medicīnas ierīcēm un biomedicīnas lietojumiem, to fizikālo un mehānisko īpašību visaptverošs raksturojums ir gan svarīgs, gan izaicinājums.Tika izmantota modificēta atomu spēka mikroskopijas (AFM) nanoindentācijas tehnika, lai raksturotu jaunā lehfilcon A biomimētiskā silikona hidrogēla kontaktlēcas, kas pārklāta ar sazarotu polimēru suku struktūru slāni, ārkārtīgi zemo virsmas moduli.Šī metode ļauj precīzi noteikt kontaktpunktus bez viskozas ekstrūzijas ietekmes, tuvojoties sazarotiem polimēriem.Turklāt tas ļauj noteikt atsevišķu suku elementu mehāniskās īpašības bez poroelastības ietekmes.Tas tiek panākts, izvēloties AFM zondi ar konstrukciju (uzgaļa izmērs, ģeometrija un atsperes ātrums), kas ir īpaši piemērots mīksto materiālu un bioloģisko paraugu īpašību mērīšanai.Šī metode uzlabo jutīgumu un precizitāti ļoti mīksta materiāla precīzai mērīšanai lehfilcon A, kam ir ārkārtīgi zems elastības modulis uz virsmas (līdz 2 kPa) un ārkārtīgi augsta elastība iekšējā (gandrīz 100%) ūdens vidē. .Virsmas pētījuma rezultāti ne tikai atklāja lehfilcon A objektīva īpaši mīkstās virsmas īpašības, bet arī parādīja, ka sazaroto polimēru suku modulis bija salīdzināms ar silīcija-ūdeņraža substrāta moduli.Šo virsmas raksturošanas paņēmienu var izmantot citiem īpaši mīkstiem materiāliem un medicīnas ierīcēm.
Materiālu, kas paredzēti tiešai saskarei ar dzīviem audiem, mehāniskās īpašības bieži nosaka bioloģiskā vide.Šo materiāla īpašību ideāla atbilstība palīdz sasniegt vēlamās materiāla klīniskās īpašības, neizraisot nelabvēlīgas šūnu reakcijas1,2,3.Lielapjoma viendabīgiem materiāliem mehānisko īpašību raksturojums ir salīdzinoši vienkāršs, jo ir pieejamas standarta procedūras un pārbaudes metodes (piemēram, mikroievilkšana4,5,6).Tomēr īpaši mīkstiem materiāliem, piemēram, gēliem, hidrogēliem, biopolimēriem, dzīvām šūnām utt., šīs testa metodes parasti nav piemērojamas mērījumu izšķirtspējas ierobežojumu un dažu materiālu neviendabīguma dēļ7.Gadu gaitā tradicionālās ievilkšanas metodes ir pārveidotas un pielāgotas, lai raksturotu plašu mīksto materiālu klāstu, taču daudzas metodes joprojām cieš no nopietniem trūkumiem, kas ierobežo to izmantošanu8,9,10,11,12,13.Specializētu testa metožu trūkums, kas varētu precīzi un ticami raksturot īpaši mīksto materiālu un virsmas slāņu mehāniskās īpašības, būtiski ierobežo to izmantošanu dažādos pielietojumos.
Iepriekšējā darbā mēs ieviesām kontaktlēcas lehfilcon A (CL) — mīkstu, neviendabīgu materiālu ar visām īpaši mīkstajām virsmas īpašībām, kas iegūtas no potenciāli biomimētiskiem dizainiem, ko iedvesmojusi acs radzenes virsma.Šis biomateriāls tika izstrādāts, uzpotējot sazarotu, šķērssaistītu polimēra slāni no poli(2-metakriloiloksietilfosforilholīna (MPC)) (PMPC) uz silikona hidrogēla (SiHy) 15, kas paredzēts medicīnas ierīcēm, kuru pamatā ir.Šis potēšanas process uz virsmas izveido slāni, kas sastāv no ļoti mīkstas un ļoti elastīgas sazarotas polimēru suku struktūras.Mūsu iepriekšējais darbs ir apstiprinājis, ka lehfilcon A CL biomimētiskā struktūra nodrošina izcilas virsmas īpašības, piemēram, uzlabotu mitrināšanas un piesārņojuma novēršanu, palielinātu eļļošanu un samazinātu šūnu un baktēriju adhēziju15, 16.Turklāt šī biomimētiskā materiāla izmantošana un attīstība liecina arī par turpmāku paplašināšanu, izmantojot citas biomedicīnas ierīces.Tāpēc ir ļoti svarīgi raksturot šī īpaši mīkstā materiāla virsmas īpašības un izprast tā mehānisko mijiedarbību ar aci, lai izveidotu visaptverošu zināšanu bāzi, kas atbalstītu turpmākās izstrādes un lietojumus.Lielākā daļa komerciāli pieejamo SiHy kontaktlēcu sastāv no homogēna hidrofilu un hidrofobu polimēru maisījuma, kas veido vienotu materiāla struktūru17.Ir veikti vairāki pētījumi, lai izpētītu to mehāniskās īpašības, izmantojot tradicionālās saspiešanas, stiepes un mikroievilkšanas testa metodes18,19,20,21.Tomēr lehfilcon A CL jaunais biomimētiskais dizains padara to par unikālu neviendabīgu materiālu, kurā sazaroto polimēru suku struktūru mehāniskās īpašības ievērojami atšķiras no SiHy bāzes substrāta īpašībām.Tāpēc ir ļoti grūti precīzi noteikt šīs īpašības, izmantojot parastās un ievilkšanas metodes.Daudzsološā metodē tiek izmantota atomu spēka mikroskopijā (AFM) ieviestā nanoindentācijas testēšanas metode, kas ir izmantota mīkstu viskoelastīgu materiālu, piemēram, bioloģisko šūnu un audu, kā arī mīksto polimēru mehānisko īpašību noteikšanai22,23,24,25. .,26,27,28,29,30.AFM nanoindentācijā nanoindentācijas testēšanas pamatprincipi tiek apvienoti ar jaunākajiem sasniegumiem AFM tehnoloģijā, lai nodrošinātu paaugstinātu mērījumu jutību un plaša spektra īpaši mīksto materiālu testēšanu31,32,33,34,35,36.Turklāt tehnoloģija piedāvā citas svarīgas priekšrocības, izmantojot dažādas ģeometrijas.ievilkums un zonde, kā arī iespēja veikt testēšanu dažādās šķidrās vidēs.
AFM nanoindentāciju nosacīti var iedalīt trīs galvenajās sastāvdaļās: (1) iekārtas (sensori, detektori, zondes utt.);(2) mērījumu parametri (piemēram, spēks, pārvietojums, ātrums, rampas izmērs utt.);(3) Datu apstrāde (bāzes stāvokļa korekcija, pieskāriena punkta novērtējums, datu pielāgošana, modelēšana utt.).Būtiska problēma ar šo metodi ir tā, ka vairāki pētījumi literatūrā, izmantojot AFM nanoindentāciju, ziņo par ļoti atšķirīgiem kvantitatīviem rezultātiem vienam un tam pašam paraugam/šūnai/materiāla tipam37,38,39,40,41.Piemēram, Lekka et al.Tika pētīta un salīdzināta AFM zondes ģeometrijas ietekme uz izmērīto Janga moduli mehāniski viendabīga hidrogēla un heterogēnu šūnu paraugiem.Viņi ziņo, ka moduļa vērtības ir ļoti atkarīgas no konsoles izvēles un uzgaļa formas, un lielākā vērtība ir piramīdas formas zondei un zemākā vērtība ir 42 sfēriskai zondei.Līdzīgi Selhuber-Unkel et al.Ir pierādīts, kā poliakrilamīda (PAAM) paraugu ievilkšanas ātrums, ievilkšanas izmērs un biezums ietekmē Younga moduli, ko mēra ar ACM43 nanoindentāciju.Vēl viens sarežģīts faktors ir standarta ļoti zema moduļa testa materiālu un bezmaksas pārbaudes procedūru trūkums.Tādējādi ir ļoti grūti iegūt precīzus rezultātus ar pārliecību.Tomēr šī metode ir ļoti noderīga relatīviem mērījumiem un salīdzinošajiem novērtējumiem starp līdzīgiem paraugu veidiem, piemēram, izmantojot AFM nanoindentāciju, lai atšķirtu normālas šūnas no vēža šūnām 44, 45 .
Pārbaudot mīkstus materiālus ar AFM nanoievilkumu, vispārējs īkšķis ir izmantot zondi ar zemu atsperes konstanti (k), kas cieši atbilst parauga modulim, un puslodes/apaļu galu, lai pirmā zonde neizdurtu parauga virsmas. pirmais kontakts ar mīkstiem materiāliem.Ir arī svarīgi, lai zondes ģenerētais novirzes signāls būtu pietiekami spēcīgs, lai to varētu noteikt lāzera detektoru sistēma24,34,46,47.Īpaši mīksto neviendabīgo šūnu, audu un želeju gadījumā vēl viens izaicinājums ir pārvarēt saķeres spēku starp zondi un parauga virsmu, lai nodrošinātu reproducējamus un uzticamus mērījumus 48, 49, 50.Vēl nesen lielākā daļa darbu pie AFM nanoindentācijas bija vērsti uz bioloģisko šūnu, audu, želeju, hidrogēlu un biomolekulu mehāniskās uzvedības izpēti, izmantojot salīdzinoši lielas sfēriskas zondes, ko parasti dēvē par koloidālajām zondēm (CP)., 47, 51, 52, 53, 54, 55. Šo uzgaļu rādiuss ir no 1 līdz 50 µm, un tie parasti ir izgatavoti no borsilikāta stikla, polimetilmetakrilāta (PMMA), polistirola (PS), silīcija dioksīda (SiO2) un dimanta. piemēram, ogleklis (DLC).Lai gan CP-AFM nanoindentācija bieži ir pirmā izvēle mīksto paraugu raksturošanai, tai ir savas problēmas un ierobežojumi.Lielu, mikronu izmēra sfērisku uzgaļu izmantošana palielina uzgaļa kopējo saskares laukumu ar paraugu un rada ievērojamu telpiskās izšķirtspējas zudumu.Mīkstiem, neviendabīgiem paraugiem, kur lokālo elementu mehāniskās īpašības var ievērojami atšķirties no vidējām plašākā apgabalā, CP ievilkums var slēpt jebkādu īpašību neviendabīgumu lokālā mērogā52.Koloidālās zondes parasti izgatavo, piestiprinot mikronu izmēra koloidālās sfēras pie konsolēm bez gala, izmantojot epoksīda līmes.Pats ražošanas process ir pilns ar daudzām problēmām un var izraisīt neatbilstības zondes kalibrēšanas procesā.Turklāt koloidālo daļiņu izmērs un masa tieši ietekmē galvenos konsoles kalibrēšanas parametrus, piemēram, rezonanses frekvenci, atsperes stingrību un novirzes jutību56,57,58.Tādējādi parasti izmantotās metodes parastajām AFM zondēm, piemēram, temperatūras kalibrēšana, var nenodrošināt precīzu CP kalibrēšanu, un, lai veiktu šīs korekcijas, var būt nepieciešamas citas metodes57, 59, 60, 61. Tipiskos CP ievilkšanas eksperimentos tiek izmantotas lielas novirzes, lai konsoles. izpētīt mīksto paraugu īpašības, kas rada vēl vienu problēmu, kalibrējot konsoles nelineāro uzvedību pie salīdzinoši lielām novirzēm62,63,64.Mūsdienu koloidālās zondes ievilkšanas metodes parasti ņem vērā zondes kalibrēšanai izmantotās konsoles ģeometriju, bet ignorē koloidālo daļiņu ietekmi, kas rada papildu nenoteiktību metodes precizitātē38,61.Līdzīgi elastības moduļi, kas aprēķināti, izmantojot kontakta modeļa montāžu, ir tieši atkarīgi no ievilkšanas zondes ģeometrijas, un neatbilstība starp galu un parauga virsmas raksturlielumiem var izraisīt neprecizitātes27, 65, 66, 67, 68. Daži jaunākie Spencer et al.Izcelti faktori, kas jāņem vērā, raksturojot mīkstās polimēru otas, izmantojot CP-AFM nanoindentācijas metodi.Viņi ziņoja, ka viskoza šķidruma aizturēšana polimēru sukās kā ātruma funkcija palielina galvas slodzi un līdz ar to dažādus no ātruma atkarīgo īpašību mērījumus30, 69, 70, 71.
Šajā pētījumā mēs esam raksturojuši īpaši mīksta ļoti elastīga materiāla lehfilcon A CL virsmas moduli, izmantojot modificētu AFM nanoindentācijas metodi.Ņemot vērā šī materiāla īpašības un jauno struktūru, tradicionālās ievilkšanas metodes jutīguma diapazons ir acīmredzami nepietiekams, lai raksturotu šī ārkārtīgi mīkstā materiāla moduli, tāpēc ir nepieciešams izmantot AFM nanoindentācijas metodi ar lielāku jutību un zemāku jutību.līmenī.Pēc esošo koloidālās AFM zondes nanoindentācijas metožu nepilnību un problēmu pārskatīšanas mēs parādām, kāpēc mēs izvēlējāmies mazāku, pēc pasūtījuma izstrādātu AFM zondi, lai novērstu jutību, fona troksni, precīzu saskares punktu, mērītu mīksto neviendabīgo materiālu, piemēram, šķidruma aiztures, ātruma moduli. atkarība.un precīza kvantifikācija.Turklāt mēs varējām precīzi izmērīt ievilkuma uzgaļa formu un izmērus, ļaujot mums izmantot konusa sfēras piemērotības modeli, lai noteiktu elastības moduli, nenovērtējot uzgaļa saskares laukumu ar materiālu.Divi netiešie pieņēmumi, kas šajā darbā ir kvantificēti, ir pilnībā elastīgā materiāla īpašības un no ievilkuma dziļuma neatkarīgais modulis.Izmantojot šo metodi, mēs vispirms pārbaudījām īpaši mīkstus standartus ar zināmu moduli, lai kvantitatīvi noteiktu metodi, un pēc tam izmantojām šo metodi, lai raksturotu divu dažādu kontaktlēcu materiālu virsmas.Paredzams, ka šī metode AFM nanoindentācijas virsmu raksturošanai ar paaugstinātu jutību būs piemērojama plašam biomimētisku heterogēnu ultramīksto materiālu klāstam, ko var izmantot medicīnas ierīcēs un biomedicīnas lietojumos.
Nanoindentācijas eksperimentiem tika izvēlētas Lehfilcon A kontaktlēcas (Alcon, Fort Worth, Texas, ASV) un to silikona hidrogēla substrāti.Eksperimentā tika izmantots īpaši izstrādāts objektīva stiprinājums.Lai uzstādītu objektīvu testēšanai, tas tika rūpīgi novietots uz kupola formas statīva, pārliecinoties, ka iekšā nenokļūst gaisa burbuļi, un pēc tam nostiprināts ar malām.Armatūras caurums objektīva turētāja augšpusē nodrošina piekļuvi objektīva optiskajam centram nanoindentācijas eksperimentiem, vienlaikus turot šķidrumu vietā.Tādējādi lēcas tiek pilnībā hidratētas.Kā testa šķīdums tika izmantots 500 μl kontaktlēcu iepakojuma šķīduma.Lai pārbaudītu kvantitatīvos rezultātus, komerciāli pieejami neaktivēta poliakrilamīda (PAAM) hidrogēli tika sagatavoti no poliakrilamīda-ko-metilēn-bisakrilamīda sastāva (100 mm Petrisoft Petri trauciņi, Matrigen, Irvine, CA, ASV), zināms elastības modulis 1 kPa.Izmantojiet 4-5 pilienus (apmēram 125 µl) fosfātu buferšķīduma (PBS no Corning Life Sciences, Tewkesbury, MA, ASV) un 1 pilienu OPTI-FREE Puremoist kontaktlēcu šķīduma (Alcon, Vaud, TX, ASV).) AFM hidrogēla-zondes saskarnē.
Lehfilcon A CL un SiHy substrātu paraugi tika vizualizēti, izmantojot FEI Quanta 250 lauka emisijas skenējošā elektronu mikroskopa (FEG SEM) sistēmu, kas aprīkota ar skenēšanas pārraides elektronu mikroskopa (STEM) detektoru.Lai sagatavotu paraugus, lēcas vispirms nomazgāja ar ūdeni un sagriež pīrāga formas ķīļos.Lai panāktu atšķirīgu kontrastu starp paraugu hidrofilajām un hidrofobajām sastāvdaļām, kā krāsviela tika izmantots 0,10% stabilizēts RuO4 šķīdums, kurā paraugi tika iegremdēti 30 minūtes.Lehfilcon A CL RuO4 krāsošana ir svarīga ne tikai, lai panāktu uzlabotu diferenciālo kontrastu, bet arī palīdz saglabāt sazaroto polimēru otu struktūru to sākotnējā formā, kas pēc tam ir redzamas STEM attēlos.Pēc tam tos mazgā un dehidrēja virknē etanola/ūdens maisījumu, palielinot etanola koncentrāciju.Pēc tam paraugi tika izlieti ar EMBed 812/Araldite epoksīdu, kas sacietēja nakti 70 °C temperatūrā.Paraugu bloki, kas iegūti ar sveķu polimerizāciju, tika sagriezti ar ultramikrotomu, un iegūtās plānās sekcijas tika vizualizētas ar STEM detektoru zema vakuuma režīmā pie paātrinājuma sprieguma 30 kV.Tā pati SEM sistēma tika izmantota, lai detalizēti raksturotu PFQNM-LC-A-CAL AFM zondi (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, ASV).AFM zondes SEM attēli tika iegūti tipiskā augsta vakuuma režīmā ar paātrinājuma spriegumu 30 kV.Iegūstiet attēlus dažādos leņķos un palielinājumos, lai ierakstītu visu informāciju par AFM zondes gala formu un izmēru.Visi attēlos interesējošie galu izmēri tika izmērīti digitāli.
Dimension FastScan Bio Icon atomu spēka mikroskops (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, ASV) ar “PeakForce QNM in Fluid” režīmu tika izmantots, lai vizualizētu un nanoindentītu lehfilcon A CL, SiHy substrāta un PAAm hidrogēla paraugus.Attēlveidošanas eksperimentiem tika izmantota PEAKFORCE-HIRS-FA zonde (Bruker) ar nominālo gala rādiusu 1 nm, lai uzņemtu parauga augstas izšķirtspējas attēlus ar skenēšanas ātrumu 0, 50 Hz.Visi attēli tika uzņemti ūdens šķīdumā.
AFM nanoindentācijas eksperimenti tika veikti, izmantojot PFQNM-LC-A-CAL zondi (Bruker).AFM zondei ir silīcija gals uz nitrīda konsoles, kura ir 345 nm bieza, 54 µm gara un 4,5 µm plata ar rezonanses frekvenci 45 kHz.Tas ir īpaši izstrādāts, lai raksturotu un veiktu kvantitatīvus nanomehāniskos mērījumus mīkstajiem bioloģiskajiem paraugiem.Sensori tiek individuāli kalibrēti rūpnīcā ar iepriekš kalibrētiem atsperu iestatījumiem.Šajā pētījumā izmantoto zondu atsperu konstantes bija 0,05–0,1 N/m robežās.Lai precīzi noteiktu gala formu un izmēru, zonde tika detalizēti raksturota, izmantojot SEM.Uz att.1.a attēlā parādīts augstas izšķirtspējas, zema palielinājuma skenēšanas elektronu mikrogrāfs PFQNM-LC-A-CAL zondei, sniedzot holistisku skatu uz zondes dizainu.Uz att.1b parādīts palielināts zondes gala augšdaļas skats, sniedzot informāciju par uzgaļa formu un izmēru.Galējā galā adata ir puslode, kuras diametrs ir aptuveni 140 nm (1.c attēls).Zem tā uzgalis sašaurinās konusveida formā, sasniedzot izmērīto garumu aptuveni 500 nm.Ārpus konusveida apgabala gals ir cilindrisks un beidzas ar kopējo galu garumu 1,18 µm.Šī ir zondes gala galvenā funkcionālā daļa.Turklāt testēšanai kā koloidālā zonde tika izmantota arī liela sfēriska polistirola (PS) zonde (Novascan Technologies, Inc., Boone, Aiova, ASV) ar gala diametru 45 µm un atsperes konstanti 2 N/m.ar PFQNM-LC-A-CAL 140 nm zondi salīdzinājumam.
Ir ziņots, ka šķidrums var tikt iesprostots starp AFM zondi un polimēra sukas struktūru nanoindentācijas laikā, kas AFM zondei iedarbos augšupvērstu spēku, pirms tā faktiski pieskaras virsmai69.Šis viskozās ekstrūzijas efekts šķidruma aiztures dēļ var mainīt šķietamo saskares punktu, tādējādi ietekmējot virsmas moduļa mērījumus.Lai izpētītu zondes ģeometrijas un ievilkšanas ātruma ietekmi uz šķidruma aizturi, lehfilcon A CL paraugiem tika uzzīmētas ievilkuma spēka līknes, izmantojot 140 nm diametra zondi ar nemainīgu pārvietošanās ātrumu 1 µm/s un 2 µm/s.zondes diametrs 45 µm, fiksēts spēka iestatījums 6 nN sasniegts pie 1 µm/s.Eksperimenti ar zondi ar diametru 140 nm tika veikti ar ievilkuma ātrumu 1 µm/s un iestatīto spēku 300 pN, kas izvēlēts, lai radītu kontaktspiedienu augšējā plakstiņa fizioloģiskā diapazonā (1–8 kPa).spiediens 72. Mīkstie gatavie PAA hidrogēla paraugi ar spiedienu 1 kPa tika pārbaudīti uz iespieduma spēku 50 pN ar ātrumu 1 μm/s, izmantojot zondi ar diametru 140 nm.
Tā kā zondes PFQNM-LC-A-CAL gala koniskās daļas garums ir aptuveni 500 nm, jebkuram ievilkuma dziļumam < 500 nm var droši pieņemt, ka zondes ģeometrija ievilkšanas laikā paliks patiesa tai. konusa forma.Turklāt tiek pieņemts, ka pārbaudāmā materiāla virsma uzrādīs atgriezenisku elastīgu reakciju, kas tiks apstiprināta arī turpmākajās sadaļās.Tāpēc, atkarībā no uzgaļa formas un izmēra, mēs izvēlējāmies Briscoe, Sebastian un Adams izstrādāto konusa sfēras montāžas modeli, kas ir pieejams pārdevēja programmatūrā, lai apstrādātu mūsu AFM nanoindentācijas eksperimentus (NanoScope).Atdalīšanas datu analīzes programmatūra, Bruker) 73. Modelis apraksta spēka un nobīdes attiecību F(δ) konusam ar sfērisku virsotnes defektu.Uz att.2. attēlā parādīta saskares ģeometrija cieta konusa mijiedarbības laikā ar sfērisku galu, kur R ir sfēriskā gala rādiuss, a ir kontakta rādiuss, b ir kontakta rādiuss sfēriskā gala galā, δ ir sfēriskā gala rādiuss. kontakta rādiuss.ievilkuma dziļums, θ ir konusa pusleņķis.Šīs zondes SEM attēls skaidri parāda, ka 140 nm diametra sfēriskais gals tangenciāli saplūst konusā, tāpēc šeit b ir definēts tikai caur R, ti, b = R cos θ.Pārdevēja nodrošinātā programmatūra nodrošina konusa sfēras attiecību, lai aprēķinātu Janga moduļa (E) vērtības no spēka atdalīšanas datiem, pieņemot, ka a > b.Attiecības:
kur F ir ievilkšanas spēks, E ir Janga modulis, ν ir Puasona koeficients.Kontakta rādiusu a var aprēķināt, izmantojot:
Stingra konusa ar sfērisku galu, kas iespiests Lefilcon kontaktlēcas materiālā ar sazarotu polimēru suku virsmas slāni, kontaktu ģeometrijas shēma.
Ja a ≤ b, sakarība reducējas līdz vienādojumam parastai sfēriskai atkāpei;
Mēs uzskatām, ka ievilkšanas zondes mijiedarbība ar PMPC polimēra sukas sazaroto struktūru radīs kontakta rādiusu a lielāku par sfērisko kontakta rādiusu b.Tāpēc visiem šajā pētījumā veiktajiem elastības moduļa kvantitatīvajiem mērījumiem izmantojām gadījumam a > b iegūto atkarību.
Šajā pētījumā pētītie ultramīkstie biomimētiskie materiāli tika vispusīgi attēloti, izmantojot parauga šķērsgriezuma skenēšanas transmisijas elektronu mikroskopiju (STEM) un virsmas atomu spēka mikroskopiju (AFM).Šis detalizētais virsmas raksturojums tika veikts kā mūsu iepriekš publicētā darba paplašinājums, kurā mēs noteicām, ka PMPC modificētās lehfilcon A CL virsmas dinamiski sazarotajai polimēru suku struktūrai bija līdzīgas mehāniskās īpašības kā vietējiem radzenes audiem 14 .Šī iemesla dēļ mēs saucam kontaktlēcu virsmas kā biomimētiskos materiālus14.Uz att.3a, b parāda sazarotu PMPC polimēru suku struktūru šķērsgriezumus attiecīgi uz lehfilcon A CL substrāta un neapstrādāta SiHy substrāta.Abu paraugu virsmas tika tālāk analizētas, izmantojot augstas izšķirtspējas AFM attēlus, kas vēl vairāk apstiprināja STEM analīzes rezultātus (3.c, d. att.).Kopumā šie attēli sniedz aptuvenu PMPC sazarotās polimēra suku struktūras garumu pie 300–400 nm, kas ir ļoti svarīgi AFM nanoindentācijas mērījumu interpretācijai.Vēl viens galvenais novērojums, kas iegūts no attēliem, ir tāds, ka CL biomimētiskā materiāla kopējā virsmas struktūra morfoloģiski atšķiras no SiHy substrāta materiāla.Šī atšķirība to virsmas morfoloģijā var kļūt redzama to mehāniskās mijiedarbības laikā ar ievilkšanas AFM zondi un pēc tam izmērītajās moduļa vērtībās.
(a) lehfilcon A CL un (b) SiHy substrāta šķērsgriezuma STEM attēli.Mēroga josla, 500 nm.AFM attēli no lehfilcon A CL substrāta (c) un bāzes SiHy substrāta (d) (3 µm × 3 µm).
Bioiedvesmotie polimēri un polimēru suku struktūras pēc savas būtības ir mīkstas, un tās ir plaši pētītas un izmantotas dažādos biomedicīnas lietojumos74,75,76,77.Tāpēc ir svarīgi izmantot AFM nanoindentācijas metodi, kas var precīzi un droši izmērīt to mehāniskās īpašības.Taču tajā pašā laikā šo īpaši mīksto materiālu unikālās īpašības, piemēram, ārkārtīgi zems elastības modulis, augsts šķidruma saturs un augsta elastība, bieži vien apgrūtina ievilkšanas zondes pareizā materiāla, formas un formas izvēli.Izmērs.Tas ir svarīgi, lai iespiedējs nepārdurtu parauga mīksto virsmu, kas radītu kļūdas, nosakot saskares punktu ar virsmu un saskares laukumu.
Šim nolūkam ir nepieciešama visaptveroša izpratne par īpaši mīksto biomimētisko materiālu (lehfilcon A CL) morfoloģiju.Ar attēlveidošanas metodi iegūtā informācija par sazaroto polimēru suku izmēru un struktūru nodrošina pamatu virsmas mehāniskai raksturošanai, izmantojot AFM nanoindentācijas metodes.Mikronu izmēra sfērisku koloidālo zondu vietā mēs izvēlējāmies PFQNM-LC-A-CAL silīcija nitrīda zondi (Bruker) ar gala diametru 140 nm, kas īpaši izstrādāta bioloģisko paraugu 78, 79, 80 mehānisko īpašību kvantitatīvai kartēšanai. , 81, 82, 83, 84 Salīdzinoši asu zondu izmantošanas pamatojums salīdzinājumā ar parastajām koloidālajām zondēm ir izskaidrojams ar materiāla strukturālajām iezīmēm.Salīdzinot zondes uzgaļa izmēru (~140 nm) ar sazarotajām polimēra sukām uz CL lehfilcon A virsmas, kas parādīta 3.a attēlā, var secināt, ka uzgalis ir pietiekami liels, lai nonāktu tiešā saskarē ar šīm suku struktūrām, kuras samazina iespēju, ka gals izdurs tiem cauri.Lai ilustrētu šo punktu, 4. attēlā ir redzams lehfilcon A CL STEM attēls un AFM zondes atkāpes gals (zīmēts pēc mēroga).
Shema, kas parāda lehfilcon A CL STEM attēlu un ACM ievilkšanas zondi (zīmēts pēc mēroga).
Turklāt uzgaļa izmērs 140 nm ir pietiekami mazs, lai izvairītos no lipīgo ekstrūzijas efektu riska, par ko iepriekš ziņots polimēru sukām, kas ražotas ar CP-AFM nanoindentācijas metodi 69, 71.Mēs pieņemam, ka šī AFM uzgaļa īpašās konusa sfēriskās formas un salīdzinoši mazā izmēra dēļ (1. att.), lehfilcon A CL nanoievilkšanas radītās spēka līknes raksturs nebūs atkarīgs no ievilkšanas ātruma vai iekraušanas/izkraušanas ātruma. .Tāpēc to neietekmē poroelastīgā iedarbība.Lai pārbaudītu šo hipotēzi, lehfilcon A CL paraugi tika ievilkti ar fiksētu maksimālo spēku, izmantojot PFQNM-LC-A-CAL zondi, bet ar diviem dažādiem ātrumiem, un iegūtās stiepes un ievilkšanas spēka līknes tika izmantotas, lai attēlotu spēku (nN). atdalījums (µm) ir parādīts 5.a attēlā.Ir skaidrs, ka spēka līknes iekraušanas un izkraušanas laikā pilnībā pārklājas, un nav skaidru pierādījumu tam, ka spēka bīde nulles ievilkuma dziļumā palielinās līdz ar ievilkuma ātrumu attēlā, kas liecina, ka atsevišķie sukas elementi tika raksturoti bez poroelastīga efekta.Turpretim šķidruma aiztures efekti (viskozas ekstrūzijas un poroelastības efekti) ir acīmredzami 45 µm diametra AFM zondei ar tādu pašu ievilkšanas ātrumu, un tos izceļ histerēze starp stiepes un ievilkšanas līknēm, kā parādīts 5.b attēlā.Šie rezultāti apstiprina hipotēzi un liecina, ka 140 nm diametra zondes ir laba izvēle šādu mīkstu virsmu raksturošanai.
lehfilcon A CL ievilkšanas spēka līknes, izmantojot ACM;a) izmantojot zondi ar diametru 140 nm ar diviem slodzes ātrumiem, kas parāda, ka virsmas ievilkšanas laikā nav poroelastības efekta;b) izmantojot zondes ar diametru 45 µm un 140 nm.s parāda viskozās ekstrūzijas un poroelastības ietekmi lielām zondēm salīdzinājumā ar mazākām zondēm.
Lai raksturotu ultramīkstas virsmas, AFM nanoindentācijas metodēm ir jābūt vislabākajai zondei, lai pētītu pētāmā materiāla īpašības.Papildus uzgaļa formai un izmēram, nanoindentācijas precizitātes un uzticamības noteikšanā svarīga loma ir AFM detektoru sistēmas jutībai, jutībai pret uzgaļa novirzi testa vidē un konsoles stingrībai.mērījumi.Mūsu AFM sistēmai pozīcijas jutīgā detektora (PSD) noteikšanas robeža ir aptuveni 0,5 mV, un tā ir balstīta uz iepriekš kalibrētu atsperes ātrumu un aprēķināto PFQNM-LC-A-CAL zondes šķidruma novirzes jutību, kas atbilst teorētiskā slodzes jutība.ir mazāks par 0,1 pN.Tāpēc šī metode ļauj izmērīt minimālo ievilkšanas spēku ≤ 0,1 pN bez perifēra trokšņa komponenta.Tomēr AFM sistēmai ir gandrīz neiespējami samazināt perifēro troksni līdz šim līmenim tādu faktoru dēļ kā mehāniskā vibrācija un šķidruma dinamika.Šie faktori ierobežo AFM nanoindentācijas metodes kopējo jutību un rada arī fona trokšņa signālu aptuveni ≤ 10 pN.Virsmas raksturošanai lehfilcon A CL un SiHy substrāta paraugi tika ievilkti pilnībā hidratētos apstākļos, izmantojot 140 nm zondi SEM raksturošanai, un iegūtās spēka līknes tika uzliktas starp spēku (pN) un spiedienu.Atdalīšanas diagramma (µm) ir parādīta 6.a attēlā.Salīdzinot ar SiHy bāzes substrātu, lehfilcon A CL spēka līkne skaidri parāda pārejas fāzi, kas sākas saskares punktā ar dakšveida polimēra suku un beidzas ar krasām izmaiņām gala slīpuma marķējuma saskarē ar pamatmateriālu.Šī spēka līknes pārejas daļa izceļ sazarotās polimēru sukas patiesi elastīgo uzvedību uz virsmas, par ko liecina saspiešanas līkne, kas cieši seko spriedzes līknei, un mehānisko īpašību kontrasts starp sukas struktūru un lielgabarīta SiHy materiālu.Ja salīdzina lefilcon.Sazarotas polimēra otas vidējā garuma atdalīšana PCS STEM attēlā (3.a att.) un tās spēka līkne gar abscisu 3.a attēlā.6.a attēlā parādīts, ka metode spēj noteikt galu un sazaroto polimēru, kas sasniedz pašas virsmas augšpusi.Saskare starp suku konstrukcijām.Turklāt cieša spēka līkņu pārklāšanās neliecina par šķidruma aiztures efektu.Šajā gadījumā starp adatu un parauga virsmu nav absolūti nekādas saķeres.Spēka līkņu augšējās sadaļas diviem paraugiem pārklājas, atspoguļojot substrāta materiālu mehānisko īpašību līdzību.
(a) AFM nanoindentācijas spēka līknes lehfilcon A CL substrātiem un SiHy substrātiem, (b) spēka līknes, kas parāda kontaktpunkta novērtējumu, izmantojot fona trokšņa sliekšņa metodi.
Lai izpētītu precīzākas spēka līknes detaļas, lehfilcon A CL parauga spriedzes līkne tiek atkārtoti attēlota 6.b attēlā ar maksimālo spēku 50 pN gar y asi.Šis grafiks sniedz svarīgu informāciju par sākotnējo fona troksni.Troksnis ir ±10 pN robežās, ko izmanto, lai precīzi noteiktu kontaktpunktu un aprēķinātu ievilkuma dziļumu.Kā ziņots literatūrā, kontaktpunktu identificēšana ir ļoti svarīga, lai precīzi novērtētu materiāla īpašības, piemēram, moduli85.Pieeja, kas ietver spēka līknes datu automātisku apstrādi, ir parādījusi uzlabotu atbilstību starp datu pielāgošanu un kvantitatīviem mērījumiem mīkstajiem materiāliem86.Šajā darbā mūsu kontaktpunktu izvēle ir salīdzinoši vienkārša un objektīva, taču tai ir savi ierobežojumi.Mūsu konservatīvā pieeja saskares punkta noteikšanai var radīt nedaudz pārvērtētas moduļa vērtības mazākiem ievilkuma dziļumiem (< 100 nm).Uz algoritmiem balstītas saskares punktu noteikšanas un automatizētas datu apstrādes izmantošana varētu būt šī darba turpinājums nākotnē, lai turpinātu uzlabot mūsu metodi.Tādējādi iekšējam fona troksnim, kas ir ±10 pN, mēs definējam kontaktpunktu kā pirmo datu punktu uz x ass 6.b attēlā ar vērtību ≥10 pN.Pēc tam saskaņā ar trokšņa slieksni 10 pN vertikāla līnija ~ 0, 27 µm līmenī iezīmē saskares punktu ar virsmu, pēc kura stiepšanās līkne turpinās, līdz substrāts sasniedz ievilkuma dziļumu ~ 270 nm.Interesanti, ka, pamatojoties uz sazarotās polimēra sukas pazīmju izmēru (300–400 nm), kas izmērītas, izmantojot attēlveidošanas metodi, CL lehfilcon A parauga ievilkuma dziļums, kas novērots, izmantojot fona trokšņa sliekšņa metodi, ir aptuveni 270 nm, kas ir ļoti tuvu mērījumu izmērs ar STEM.Šie rezultāti vēl vairāk apstiprina AFM zondes gala formas un izmēra savietojamību un pielietojamību šīs ļoti mīkstās un ļoti elastīgās sazarotās polimēru suku struktūras ievilkšanai.Šie dati sniedz arī pārliecinošus pierādījumus, lai atbalstītu mūsu metodi izmantot fona troksni kā slieksni kontaktpunktu noteikšanai.Tādējādi visiem kvantitatīvajiem rezultātiem, kas iegūti no matemātiskās modelēšanas un spēka līknes pielāgošanas, jābūt salīdzinoši precīziem.
Kvantitatīvie mērījumi ar AFM nanoindentācijas metodēm ir pilnībā atkarīgi no matemātiskajiem modeļiem, ko izmanto datu atlasei un turpmākai analīzei.Tāpēc pirms konkrēta modeļa izvēles ir svarīgi ņemt vērā visus faktorus, kas saistīti ar ievilkuma izvēli, materiāla īpašībām un to mijiedarbības mehāniku.Šajā gadījumā uzgaļa ģeometrija tika rūpīgi raksturota, izmantojot SEM mikrogrāfus (1. att.), un, pamatojoties uz rezultātiem, 140 nm diametra AFM nanoindenting zonde ar cietu konusu un sfērisku uzgaļa ģeometriju ir laba izvēle lehfilcon A CL79 paraugu raksturošanai. .Vēl viens svarīgs faktors, kas rūpīgi jānovērtē, ir pārbaudāmā polimērmateriāla elastība.Lai gan sākotnējie nanoindentācijas dati (5.a un 6.a att.) skaidri iezīmē stiepes un saspiešanas līkņu pārklāšanās pazīmes, ti, materiāla pilnīgu elastības atjaunošanos, ir ārkārtīgi svarīgi apstiprināt kontaktu tīri elastīgo raksturu. .Šim nolūkam tika veikti divi secīgi ievilkumi tajā pašā vietā uz lehfilcon A CL parauga virsmas ar ievilkuma ātrumu 1 µm/s pilnas hidratācijas apstākļos.Iegūtie spēka līknes dati ir parādīti att.7 un, kā paredzēts, abu izdruku izplešanās un saspiešanas līknes ir gandrīz identiskas, izceļot sazarotās polimēru otas struktūras augsto elastību.
Divas ievilkuma spēka līknes vienā un tajā pašā vietā uz lehfilcon A CL virsmas norāda ideālu lēcas virsmas elastību.
Pamatojoties uz informāciju, kas iegūta attiecīgi no zondes gala un lehfilcon A CL virsmas SEM un STEM attēliem, konusa sfēras modelis ir saprātīgs matemātisks attēlojums mijiedarbībai starp AFM zondes galu un pārbaudāmo mīksto polimēru materiālu.Turklāt šim konusa sfēras modelim fundamentālie pieņēmumi par iespiestā materiāla elastīgajām īpašībām attiecas uz šo jauno biomimētisko materiālu un tiek izmantoti, lai kvantitatīvi noteiktu elastības moduli.
Pēc AFM nanoindentācijas metodes un tās komponentu, tostarp ievilkšanas zondes īpašību (forma, izmēra un atsperes stingrības), jutīguma (fona trokšņa un kontaktpunkta novērtējums) un datu pielāgošanas modeļu (kvantitatīvie moduļa mērījumi) visaptveroša novērtējuma, metode tika izstrādāta. lietots.raksturo komerciāli pieejamos īpaši mīkstos paraugus, lai pārbaudītu kvantitatīvos rezultātus.Komerciāls poliakrilamīda (PAAM) hidrogels ar elastības moduli 1 kPa tika pārbaudīts hidratētos apstākļos, izmantojot 140 nm zondi.Sīkāka informācija par moduļu testēšanu un aprēķiniem ir sniegta papildinformācijā.Rezultāti parādīja, ka vidējais izmērītais modulis bija 0,92 kPa, un %RSD un procentuālā (%) novirze no zināmā moduļa bija mazāka par 10%.Šie rezultāti apstiprina šajā darbā izmantotās AFM nanoindentācijas metodes precizitāti un reproducējamību ultramīksto materiālu moduļu mērīšanai.Lehfilcon A CL paraugu un SiHy bāzes substrāta virsmas tika tālāk raksturotas, izmantojot to pašu AFM nanoindentācijas metodi, lai pētītu ultramīkstās virsmas šķietamo kontakta moduli kā ievilkuma dziļuma funkciju.Iespieduma spēka atdalīšanas līknes tika izveidotas trim katra veida paraugiem (n = 3; viens ievilkums katrā paraugā) ar spēku 300 pN, ātrumu 1 µm/s un pilnīgu hidratāciju.Ievilkšanas spēka dalīšanas līkne tika tuvināta, izmantojot konusa sfēras modeli.Lai iegūtu moduli, kas ir atkarīgs no ievilkuma dziļuma, 40 nm plata spēka līknes daļa tika iestatīta katrā 20 nm pieaugumā, sākot no saskares punkta, un izmērītas moduļa vērtības katrā spēka līknes solī.Spin Cy et al.Līdzīga pieeja ir izmantota, lai raksturotu poli (laurilmetakrilāta) (P12MA) polimēru suku moduļa gradientu, izmantojot koloidālo AFM zondes nanoindentāciju, un tie atbilst datiem, izmantojot Hertz kontakta modeli.Šī pieeja nodrošina redzamā kontakta moduļa (kPa) diagrammu pret ievilkuma dziļumu (nm), kā parādīts 8. attēlā, kas ilustrē šķietamo kontakta moduļa/dziļuma gradientu.CL lehfilcon A parauga aprēķinātais elastības modulis ir diapazonā no 2–3 kPa parauga augšējos 100 nm, aiz kuriem tas sāk palielināties līdz ar dziļumu.No otras puses, pārbaudot SiHy bāzes substrātu bez otai līdzīgas plēves uz virsmas, maksimālais ievilkuma dziļums, kas sasniegts pie 300 pN spēka, ir mazāks par 50 nm, un no datiem iegūtā moduļa vērtība ir aptuveni 400 kPa. , kas ir salīdzināms ar Janga moduļa vērtībām beztaras materiāliem.
Šķietamais kontakta modulis (kPa) pret ievilkuma dziļumu (nm) lehfilcon A CL un SiHy substrātiem, izmantojot AFM nanoindentācijas metodi ar konusa sfēras ģeometriju, lai izmērītu moduli.
Jaunās biomimētiskās sazarotās polimēru suku struktūras augšējai virsmai ir ārkārtīgi zems elastības modulis (2–3 kPa).Tas atbilst dakšveida polimēra birstes brīvi piekārtajam galam, kā parādīts STEM attēlā.Lai gan ir daži pierādījumi par moduļa gradientu CL ārējā malā, galvenais augsta moduļa substrāts ir ietekmīgāks.Tomēr virsmas augšējie 100 nm ir 20% robežās no sazarotās polimēra sukas kopējā garuma, tāpēc ir saprātīgi pieņemt, ka izmērītās moduļa vērtības šajā ievilkuma dziļuma diapazonā ir salīdzinoši precīzas un nav izteiktas. atkarīgs no apakšējā objekta ietekmes.
Pateicoties lehfilcon A kontaktlēcu unikālajam biomimētiskajam dizainam, kas sastāv no sazarotām PMPC polimēra suku struktūrām, kas uzpotas uz SiHy substrātu virsmas, ir ļoti grūti ticami raksturot to virsmas struktūru mehāniskās īpašības, izmantojot tradicionālās mērīšanas metodes.Šeit mēs piedāvājam progresīvu AFM nanoindentācijas metodi, lai precīzi raksturotu īpaši mīkstus materiālus, piemēram, lefilcon A ar augstu ūdens saturu un ārkārtīgi augstu elastību.Šīs metodes pamatā ir AFM zondes izmantošana, kuras uzgaļa izmērs un ģeometrija ir rūpīgi izvēlēti, lai atbilstu īpaši mīkstās virsmas elementu strukturālajiem izmēriem.Šī zondes un struktūras izmēru kombinācija nodrošina paaugstinātu jutību, ļaujot izmērīt sazarotu polimēru suku elementu zemo moduli un raksturīgās elastības īpašības neatkarīgi no poroelastības efektiem.Rezultāti parādīja, ka unikālajām sazarotajām PMPC polimēru sukām, kas raksturīgas lēcas virsmai, bija ārkārtīgi zems elastības modulis (līdz 2 kPa) un ļoti augsta elastība (gandrīz 100%), testējot ūdens vidē.AFM nanoindentācijas rezultāti arī ļāva mums raksturot biomimētiskās lēcas virsmas šķietamo kontakta moduļa / dziļuma gradientu (30 kPa / 200 nm).Šo gradientu var izraisīt moduļu atšķirība starp sazarotajām polimēru sukām un SiHy substrātu vai polimēru suku sazarotā struktūra/blīvums, vai to kombinācija.Tomēr ir nepieciešami turpmāki padziļināti pētījumi, lai pilnībā izprastu attiecības starp struktūru un īpašībām, jo ​​īpaši suku atzarojuma ietekmi uz mehāniskajām īpašībām.Līdzīgi mērījumi var palīdzēt raksturot citu īpaši mīksto materiālu un medicīnas ierīču virsmas mehāniskās īpašības.
Pašreizējā pētījuma laikā ģenerētās un/vai analizētās datu kopas ir pieejamas no attiecīgajiem autoriem pēc pamatota pieprasījuma.
Rahmati, M., Silva, EA, Reseland, JE, Hayward, K. un Haugen, HJ Bioloģiskās reakcijas uz biomateriālu virsmu fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām.Ķīmiskā.sabiedrību.Ed.49, 5178–5224 (2020).
Chen, FM un Liu, X. Cilvēka iegūto biomateriālu uzlabošana audu inženierijai.programmēšana.polimērs.zinātne.53, 86 (2016).
Sadtler, K. et al.Biomateriālu projektēšana, klīniskā ieviešana un imūnreakcija reģeneratīvajā medicīnā.National Matt Rev. 1, 16040 (2016).
Oliver WK un Farr GM Uzlabota metode cietības un elastības moduļa noteikšanai, izmantojot ievilkšanas eksperimentus ar slodzes un pārvietojuma mērījumiem.J. Alma mater.uzglabāšanas tvertne.7, 1564–1583 (2011).
Wally, SM Iespiedumu cietības pārbaudes vēsturiskā izcelsme.alma mater.zinātne.tehnoloģijas.28, 1028–1044 (2012).
Broitman, E. Ievilkuma cietības mērījumi makro, mikro un nano mērogā: kritisks pārskats.cilts.Raits.65, 1–18 (2017).
Kaufman, JD un Clapperich, SM Virsmas noteikšanas kļūdas noved pie moduļa pārvērtēšanas mīksto materiālu nanoindentācijā.J. Mecha.Uzvedība.Biomedicīnas zinātne.alma mater.2, 312–317 (2009).
Karimzade A., Koloor SSR, Ayatollakhi MR, Bushroa AR un Yahya M.Yu.Nanoindentācijas metodes novērtējums heterogēnu nanokompozītu mehānisko īpašību noteikšanai, izmantojot eksperimentālās un skaitļošanas metodes.zinātne.Māja 9, 15763 (2019).
Liu, K., VanLendingham, MR, un Owart, TS Mīksto viskoelastīgo želeju mehāniskā raksturošana ar ievilkumu un optimizāciju balstītu apgriezto galīgo elementu analīzi.J. Mecha.Uzvedība.Biomedicīnas zinātne.alma mater.2, 355–363 (2009).
Andrews JW, Bowen J un Chaneler D. Viskoelastības noteikšanas optimizācija, izmantojot saderīgas mērīšanas sistēmas.Soft Matter 9, 5581–5593 (2013).
Briscoe, BJ, Fiori, L. un Pellillo, E. Nanoindentation of polimēru virsmām.J. Fizika.D. Pieteikties fizikā.31, 2395 (1998).
Miyailovich AS, Tsin B., Fortunato D. un Van Vliet KJ Augsti elastīgu polimēru un bioloģisko audu viskoelastīgo mehānisko īpašību raksturojums, izmantojot trieciena ievilkumu.Biomateriālu žurnāls.71, 388–397 (2018).
Perepelkin NV, Kovalev AE, Gorb SN, Borodich FM Mīksto materiālu elastības moduļa un adhēzijas darba novērtējums, izmantojot paplašināto Borodicha-Galanova (BG) metodi un dziļo ievilkumu.kažokādas.alma mater.129, 198–213 (2019).
Shi, X. et al.Silikona hidrogēla kontaktlēcu biomimētisko polimēru virsmu nanomēroga morfoloģija un mehāniskās īpašības.Langmuir 37, 13961–13967 (2021).