AFM의 생물 의학 응용 : 이미징 하이드로 겔 코팅

애플리케이션 노트

테크닉의 중요성

에서 사용 된 재료 의료 기기 적절한 구조적 및 기계적 성질을 가져야 만하지만 심한 신체 반응을 유발할 수 없으며 이상적으로 치유 반응을 촉진해야합니다. 의료 기기 설계자는 기능성 및 생체 적합성에 대한 필요성을 충족시키기 위해 보세 코팅의 사용을 포함하여 다양한 표면 처리를 사용합니다. 의료 기기의 표면에 코팅을 적용하면 윤활성, 소수성 / 친수성 및 생체 적합성과 같은 특성을 향상 시키거나 수정할 수 있습니다. 예를 들어, 의료 기기 설계자는 혈전증과 재 협착의 발생을 줄이기 위해 관상 동맥 스텐트의 헤파린과 같은 코팅제의 사용을 모색하고 있습니다. 많은 카테터는 하이드로 겔로 코팅되어 있습니다. 하이드로 겔 코팅은 사전 주입 처리를 어렵게하지 않으면 서 젖은 상태에서 카테터를 윤활하게합니다.

제조사가 코팅제에 적용될 때 코팅이 어떻게 작용 하는지를 이해하는 것이 중요합니다. 표면. 기존의 전자 현미경과 같은 기술은 비전 도성 샘플에 얇은 코팅을 이미징하는 데 어려움이 있습니다. 또한 전자 현미경은 일반적으로 고진공 기술이므로 샘플은 완전히 건조되어야합니다. 물은 하이드로 겔의 주성분 (> 80 %)이기 때문에 진공 상태에서 작업하는 것은 심각한 장애물입니다. 반면에 원자력 현미경 (AFM) 절연체 또는 컨덕터에서 똑같이 잘 작동하며 건조한 샘플과 젖은 샘플을 모두 이미지화 할 수 있습니다. AFM 이미징 분석은 다른 기술에서 쉽게 얻을 수없는 고해상도 지형 정보를 생성합니다.

결과

그림 1은 윤활성있는 하이드로 겔로 코팅 된 폴리 우레탄 튜브의 5μm x 5μm 영역의 표면 형태를 보여줍니다. 색상은 표면의 높이를 나타냅니다. 진한 파란색은 낮고 빨간색은 높습니다. 높이 (Z) 범위는 100 나노 미터입니다. 그림 2은 동일한 영역의 위상 이미지이며 그림 1과 동시에 획득되었습니다. 위상 이미지는 측 방향 위치의 함수로서 구동력에 대해 진동 캔틸레버의 위상 지연을 표시한다. 위상 지연은 샘플 내의 재료 특성의 차이에 민감합니다. 이 경우 이미지는 코팅의 물리적 특성이 다른 영역을 나타냅니다. 이러한 다른 영역은 튜브의 높이 이미지에서 쉽게 알 수 없습니다.

그림 1 코팅 튜브의 지형 이미지

그림 1 코팅 튜브의 지형 이미지

그림 2 위상 이미지, 그림 1와 같은 영역

그림 2 위상 이미지, 그림 1와 같은 영역

튜브가 마르 후; 그러나 그림 3에서 볼 수 있듯이 튜브의 표면은 상당히 균일 해집니다. 이것은 물의 첨가가 코팅의 특성을 극적으로 변화 시켰음을 나타냅니다. 이 축축한 튜브의 이미지는 주위 조건에서 만들어졌지만 샘플은 또한 유체 아래에서 이미징 될 수있었습니다. AFM은 다음과 같은 능력을 발휘하는 분석 기술 중에서 유일합니다.

  • 극도로 고해상도의 이미지 제작
  • 지형 및 물적 재산에 관한 정보 제공
  • 비 전도성 이미지 샘플
  • 주변 또는 제어 조건에서의 이미지
  • 샘플 준비 필요 없음

그림 3 축축한 후의 튜빙

그림 3 상 이미지, 축축한 튜빙

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