奇米影视777 PDMS在微芯片、生物模子等方面的垄断, 你了解吗?
全球好！今天咱们来了解一种在生物医学工程中具有紧要垄断的材料——聚二甲基硅氧烷奇米影视777，简称PDMS。PDMS具有好多优异的特点，如风雅的光学、电学和机械性能，生物相容性等，使其在生物医药范围得到普通垄断。它可用于制造微芯片、生物模子、血液模拟物以及医疗植入物涂层等。联系词，PDMS也存在一些局限性，如疏水性等问题。接下来，咱们将精明接头PDMS的特点、垄断及联系接头进展。
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一、小引
聚二甲基硅氧烷（PDMS）是一种在生物医药范围有普通垄断的弹性体团聚物，具有多种优异特点，如生理惰性、抗生物降解性、生物相容性、化学踏实性、透气性、风雅的机械性能、优异的光学透明度和通过复制模具浅易制造等。PDMS在微泵、导管名义、敷料、微阀、光学系统、疾病体外接头、植入物、微流体和光子学等范围王人有垄断。此外，软光刻技巧的发展鞭策了PDMS在微机电系统（MEMS）和微流体组件中的垄断。
二、PDMS特点
2.1 优点
光学、电学和机械性能：PDMS具有光学透明性，在390nm至780nm波长范围内的透射率可达75-92%，折射率为1.4，热导率为0.2-0.27W/m - K，比热容为1.46kJ/kg・K，介电强度为19kV/mm，介电常数为2.3 - 2.8，体积电阻率为2.9x10^14ohm・cm，杨氏模量为360-870kPa，泊松比为0.5，抗拉强度为2.24-6.7MPa，硬度为41-43Shore A，粘度为3.5Pa・ s，宣战角约为108°±7°，熔点为-49.9至-40℃。
生物相容性和可降解性：PDMS具有生物相容性，与生物组织兼容，且可在当然环境中快速降解。
其他特点：PDMS 具有化学惰性、热踏实性、透气性，能保护电子元件免受环境身分和机械冲击，可复制亚微米特征以开采微结构，呈现超弹性行为，访佛于生物组织。
2.2 舛错
疏水性：PDMS名义具有疏水性（宣战角与水约为108°±7°），这在一些垄断中会截止其使用，举例在由生物样本构成的溶液中。
与试剂的相互作用：PDMS与某些试剂聚首时会扩展，在微通说念中，其疏水性会导致对极性液体流动的阻抗，使定量分析现实变得繁重，何况小分子的汲取会影响现实扫尾。
三、PDMS 制造过程
最常用的买卖PDMS是Sylgard®184硅橡胶弹性体套件，由单体和固化剂经常以 10:1 的分量比搀杂。将化合物搀杂并脱气以防卫酿成微气泡，然后将PDMS溶液倒在主模具上并在烤箱中固化。
固化时辰取决于烤箱温度和 PDMS 样品的大小，温度越高，固化时辰越短。举例，在 25℃下固化需要48小时，在100℃下需要35分钟，在125℃下需要20分钟，在150℃下需要10分钟。关于额外特定的垄断和复杂几何表情，经常建议在室温下进行固化至少48小时。
此外，单体和固化剂的搀杂比例不错改换，这会导致一些性能的变化，如机械性能、光学性能温存体浸透性等。
四、PDMS 表征标准
扫描电子显微镜（SEM）：允许测量 PDMS 样品的厚度并进行定性表征奇米影视777，举例可用于不雅察 PDMS 微通说念的结构。
分量分析（Gravimetry）：基于重力技巧量化 PDMS 样品分量的变化，可用于考证 PDMS 在化学浸泡后是否发生降解。
测角法（Goniometry）：通过在 PDMS 名义滴眇小水点并测量宣战角来获取名义亲水性信息，可考证 PDMS 在某些贬责后润湿性是否发生变化。
纳米压痕（Nanoindentation）：提供了接头PDMS最外层机械性能的可能性，该层由于不同的贬责（如UV映照）而容易受到防止。
拉伸闇练（Tensile test）：允许测量PDMS的杨氏模量，杨氏模量可能会受到垄断于PDMS的贬责、硬化温度和时辰以及用于制造PDMS样品的搀杂比的影响。
X射线光电子能谱（XPS）：基于光电效应的技巧，可用于识别材料的元素构成，可考证PDMS在收受任何贬责后名义构成是否发生变化。
傅里叶变换红外光谱（FTIR）：用于获取PDMS样品的红外汲取或透射光谱，可查验某些贬责对PDMS交联的影响。
五、PDMS 微制造
技巧：PDMS通过软光刻和旋涂等常用微制造技巧进行图案化，软光刻是一组使用图案化弹性体手脚印记、模具或掩模来生成微图案的技巧。
材料遴荐：PDMS因其低界面解放能、不随湿度扩展、风雅的热踏实性、光学透明度、各向同性和均匀性等隆起性能，是该过程中最普通使用的弹性体。
亲水改性：由于PDMS的疏水性，在一些垄断（如细胞培养、免疫测定和生物分子分离）中需要对其名义进行亲水改性。举例，当需要接种内皮细胞时，PDMS名义的亲水改性关于奏凯接种至关紧要。氧气等离子体是最常用的加多PDMS名义亲水性的贬责标准，因其贬责时辰短、操作浅易且不影响PDMS透明度，但成果会在几分钟内隐没。为了结束存效和抓久的贬责，可将名义活化与共价名义功能化集聚首，如Zhao等东说念主提议的先进行氧气等离子体贬责，然后涂覆两性离子聚（甲基丙烯酸酯）共聚物（PMGT）的标准，可将PDMS 的水宣战角从108°裁汰到30°，抓续至少200小时。
灭菌：大多量生物医学垄断需要灭菌，常用的灭菌标准（如酒精清洗、紫外线映照和蒸汽高压灭菌）对PDMS疏水性影响不大，但蒸汽高压灭菌会加多储存模量和极限拉伸应力。
六、PDMS垄断
6.1 PDMS基微芯片
实例：Schöning 等东说念主开采了一种PDMS/玻璃分离微芯片，基于典型的半导体兼容出产标准，简化了电泳基生物传感器的竖立。PDMS层通过复制模具制造，然后切割部分SPE通说念，用薄玻璃盖片密封，临了与MISPE举座毛细管柱耦合酿成最终芯片。
优点：PDMS用于制造微芯片具有老本低、易于制造、光学透明和弹性等优点，使其成为制造微芯片的理念念材料。
6.2 PDMS生物模子用于血液能源学接头
心血管疾病接头：PDMS可用于制造微芯片来分析样本，也可用于复制心血管血流，以更好地领略和接头心血管疾病，如动脉瘤。举例，接头东说念主员使用PDMS开采了一种颅内动脉瘤模子，以模拟血管的机械行为，从而更好地领略动脉瘤的酿成和发展机制。
微通说念几何表情：矩形微通说念是通过软光刻技巧获取的最常见几何表情，具有生成精准、可叠加和多功能微通说念、精准限度现实参数和准确测量、老本低、浅易快速等优点，但与体内微血管的几何表情不同，在结束踏实的细胞接种方面存在繁重。圆形微通说念可通过多种标准制造，如线铸技巧、部分固化PDMS与热空气扩展成型集聚首、聚首软光刻和正性光刻胶的回流表象等，但这些标准也存在一些局限性，如难以制造完整的圆形通说念、限度工艺复杂等。
测量技巧：为了更好地接头心血管疾病，需要将PDMS微开采与相宜的测量技巧集聚首。举例，Rodrigues等东说念主提议使用数字图像联系（DIC）标准来接头体外模子中的小位移。
6.3 PDMS基血液模拟物
血液模拟物的发展：起初的血液模拟物是由甘油和水或黄原胶在甘油和 / 或水中稀释构成的浅易流体，但这些流体无法接头微不雅标准上的不同流动表象。因此，连年来开采了含有不同刚度、表情和大小的微粒的颗粒状血液模拟物。
PDMS微粒的垄断：PDMS由于其特有的机械性能，可用于出产柔性的PDMS微粒，以用于血液模拟物中。举例，Muñoz-Sánchez等东说念主通过使用不同的比例（基础/固化剂）出产了PDMS微粒，并通过流变学测量确认了其偶然再现绵羊红细胞的踏实剪切粘度弧线。Choi等东说念主和Lopez等东说念主分手提议了通过两打针器膜乳化技巧和流聚焦技巧来出产PDMS微粒的标准。
6.4 PDMS 基医疗植入物涂层
垄断布景：医疗植入物经常由生物医学级金属（如钽、锆、铌、钛过甚合金）制成，但这些材料在血液相容性、骨传导性和生物活性方面存在一些截止。PDMS因其生物相容性和疏水性而被普通接头用于整合医疗植入物。
Tavakoli等东说念主通过在PDMS-SiO2涂层中镶嵌CuO纳米颗粒，擢升了涂层的抗菌特点和耐腐蚀性。
七、论断和瞻望
PDMS 在生物医学垄断中有好多上风，如光学透明、易于制造、老本低温存体浸透性等，但疏水性在制造和生物垄断中带来一些截止，可通过浅易快速的亲水贬责来克服。当今枯竭大范围制造PDMS的工业经由，且现存的PDMS亲水贬责标准需要进一步校正和发展，以结束更高的弥远性亲水特点。PDMS在复制心血管系统方面有很大的垄断后劲，在医疗植入物垄断中也进展着紧要作用，以前需要继续接头大范围出产PDMS基开采的标准，并校正亲水贬责技巧。
参考文件：
Miranda I奇米影视777， et al. Properties and Applications of PDMS for Biomedical Engineering: A Review. J Funct Biomater. 2021 Dec 21;13(1):2.