Powierzchnie nanostrukturalne ostatnio przyciągnęły znaczną uwagę ze względu na ich różne potencjalne zastosowania, w tym wzory, hodowle komórkowe, czyszczenie i zmianę powierzchni. Na przykład powierzchnie superhydrofobowe inspirowane nanostrukturą liścia lotosu i inne wrażliwe powierzchnie są w stanie reagować na bodźce zewnętrzne1-4.
Folia Langmuira jest jedną z najczęściej badanych powłok polimerowych. Film Langmuira powstaje przez upuszczenie cząsteczek amfifilowych na granicę faz powietrze-woda5-8. Folia może być następnie przenoszona na powierzchnię ciała stałego za pomocą adsorpcji fizycznej lub chemicznej, a konformacja molekularna na powierzchni ciała stałego może być kontrolowana za pomocą metod transferu pionowego i poziomego9-12. Gęstość folii Langmuira można precyzyjnie regulować poprzez ściskanie granicy faz powietrze-woda. Ostatnio metoda ta okazała się również skuteczna w wytwarzaniu nanoskalowych struktur wysp morskich przy użyciu amfifilowych kopolimerów blokowych. Zakłada się, że nanostruktury składają się z rdzenia z segmentów hydrofobowych i otoczki z segmentów hydrofilowych13-17. Ponadto liczba nanostruktur na powierzchni jest regulowana poprzez kontrolowanie powierzchni przypadającej na cząsteczkę (Am) kopolimeru blokowego na granicy faz.
Skupiliśmy się na oryginalnym, unikalnym podejściu do inżynierii tkankowej bez rusztowań, inżynierii arkuszy komórkowych, wykorzystując powierzchnię hodowli reagującą na temperaturę. Opracowana technologia została zastosowana w terapiach regeneracyjnych dla różnych narządów18. Powierzchnię hodowli reagującą na temperaturę wyprodukowano poprzez szczepienie poli(N-izopropyloakrylamidu) (PIPAAm), cząsteczki reagującej na temperaturę, na powierzchni19-27. PIPAAm i jego kopolimery wykazują niższą temperaturę roztworu krytycznego (LCST) w środowisku wodnym w temperaturach bliskich 32 °C. Powierzchnia hodowli wykazywała również reagującą na temperaturę zmianę hydrofobowości i hydrofilowości. W temperaturze 37 °C powierzchnia przeszczepiona za pomocą PIPAAm stawała się hydrofobowa, a komórki łatwo przyczepiały się i namnażały na powierzchni, podobnie jak na konwencjonalnym polistyrenie do hodowli tkankowych. Gdy temperatura została obniżona do 20 °C, powierzchnia stała się hydrofilowa, a komórki spontanicznie oderwały się od powierzchni. W związku z tym wyhodowane zlewające się komórki na powierzchni można zebrać jako nienaruszony arkusz poprzez zmianę temperatury. Te właściwości adhezji i odrywania komórek zostały również wykazane przez powierzchnię wytworzoną przez powłokę z folii Langmuira do demonstracji laboratoryjnej26, 27. Wyprodukowano folię Langmuira z kopolimerów blokowych składających się z polistyrenu (P(St)) i PIPAAm (St-IPAAm). Folia Langmuira o określonej średnicy Am może być przenoszona poziomo na hydrofobowo modyfikowane podłoże szklane. Ponadto oceniono adhezję komórek na przygotowanej powierzchni i odklejanie się od niej w odpowiedzi na temperaturę.
Tutaj opisujemy protokoły wytwarzania nanostrukturalnej folii Langmuira złożonej z termoczułych amfifilowych kopolimerów blokowych na szklanym podłożu. Nasza metoda może zapewnić skuteczną technikę wytwarzania nanofilmów organicznych w różnych dziedzinach nauki o powierzchni i może ułatwić skuteczniejszą kontrolę adhezji komórek do powierzchni i spontaniczne odrywanie się od niej.