表面功能化

聚二甲基硅氧烷( PDMS )是一种有机硅聚合物，目前主要应用于人体的片上器官微生理系统。PDMS制成的微流控通道的疏水表面往往造成细胞外基质( ECM )的粘附不良以及细胞的附着。在PDMS基器件中通过等离子体或UV /臭氧处理的表面改性，产生了亲水的表面，允许健壮的ECM涂层和人肠道永生化细胞系的可重复性附着。然而，这些表面活化方法在形成活检来源的原代器官样上皮单层方面并没有成功。现有的几种在PDMS微通道中生长人肠类器官样细胞的方法由于信息有限，并不总是可重复操作的。在这里，我们报告了一种优化的方法，可以使肠道器官样上皮牢固和可重复性地附着在PDMS芯片上的肠道。在已报道的几种方法中，我们优化了一种通过聚乙烯亚胺表面功能化再通过戊二醛交联活化PDMS表面的方法。而且，我们发现，后功能化步骤有助于提供均匀的ECM沉积，使游离的肠类器官上皮在PDMS基微器件中产生牢固的附着。我们设想，我们的优化方案可能传播一种有利的方法，以促进将人类有机基因型文化融入到芯片上的人体器官中，用于针对病人的疾病建模。

聚二甲基硅氧烷( PDMS )是一种有机硅聚合物，目前主要应用于人体的片上器官微生理系统。PDMS制成的微流控通道的疏水表面往往造成细胞外基质( ECM )的粘附不良以及细胞的附着。在PDMS基器件中通过等离子体或UV /臭氧处理的表面改性，产生了亲水的表面，允许健壮的ECM涂层和人肠道永生化细胞系的可重复性附着。然而，这些表面活化方法在形成活检来源的原代器官样上皮单层方面并没有成功。现有的几种在PDMS微通道中生长人肠类器官样细胞的方法由于信息有限，并不总是可重复操作的。在这里，我们报告了一种优化的方法，可以使肠道器官样上皮牢固和可重复性地附着在PDMS芯片上的肠道。在已报道的几种方法中，我们优化了一种通过聚乙烯亚胺表面功能化再通过戊二醛交联活化PDMS表面的方法。而且，我们发现，后功能化步骤有助于提供均匀的ECM沉积，使游离的肠类器官上皮在PDMS基微器件中产生牢固的附着。我们设想，我们的优化方案可能传播一种有利的方法，以促进将人类有机基因型文化融入到芯片上的人体器官中，用于针对病人的疾病建模。

摘要\n本工作报告了一种基于丙烯酸酯-聚二甲基硅氧烷( PDMS )定制的光致聚合物的制备和3D打印，用于制作复杂形状的3D打印微流控芯片。通过在树脂制备过程中选择合适的材料并结合光基3D打印机设计的自由度，得到光学特性优良、化学稳定性高、力学性能好的3D微流控PDMS类芯片。此外，利用3D打印步骤后样品表面暴露的未反应官能团，通过紫外光引发接枝聚合技术，在后固化过程中，器件的表面性质容易被选择性地改性，相对于常规方法，在表面处理方面给打印器件带来了附加值。此处开发的PDMS基树脂的3D打印可能会通过降低制造成本和时间，从而改变PDMS微流控器件的制造方法，从而生产出形状复杂真实的3D微器件。

随着人工智能、机器人和医疗服务的快速发展，具有可变模量和柔性可加工性的软聚合物已成为一种重要的战略材料。其中，聚二甲基硅氧烷( PDMS )基材料因其化学柔性和生物相容性，被认为是一种很有前途的材料。PDMS基材料的实际应用中总是涉及两种改性方法，即本体改性和表面功能化。前者主要是为了改善PDMS较差的机械强度，后者主要是为了满足智能结构领域的一些功能要求，如表面润湿性、防冻、自清洁和强附着力等。因此，设计和制造工艺在PDMS基材料的改性中成为一个重要和吸引人的热点。本文综述了近年来PDMS基材料的本体改性策略以及实现各种表面功能的功能化方法的研究进展。进一步提取材料性能与结构因素之间的关系，包括化学组成和微纳米结构，指导PDMS基材料的改性。并对开发表面功能化PDMS基材料面临的挑战和前景进行了介绍和总结。希望本综述有助于更好地理解PDMS基材料的改性技术，甚至为智能软材料的设计和制备激发一些新的思路。

引入了在低气压液体上沉积固体薄膜的概念，并将其发展为自上而下的方法，通过液体聚乙二醇( PEG )进行表面功能化，通过低压等离子体处理形成固液梯度，产生交联和/或沉积等离子体聚合物薄膜，随后与柔性聚二甲基硅氧烷( PDMS )背衬结合。通过光学透射光谱( OTS )、光学、激光共聚焦扫描( CLSM )、扫描电子显微镜( SEM )、傅里叶变换红外光谱( FTIR )、X射线光电子能谱( XPS )以及水接触角( WCA )等测试分析，揭示了共价结合PEG功能化表面的光学形貌、化学成分与表面性质之间的关系。定义了等离子体聚合物薄膜在低蒸汽压液体上沉积和有效表面功能化的要求。也就是说，液体PEG基板的厚度是PEG成功成膜和共价结合的关键参数。该方法是制备具有持久强亲水性能的功能表面的一种切实可行的方法，使其具有免污染或低摩擦的应用前景。

引入了在低气压液体上沉积固体薄膜的概念，并将其发展为自上而下的方法，通过液体聚乙二醇( PEG )进行表面功能化，通过低压等离子体处理形成固液梯度，产生交联和/或沉积等离子体聚合物薄膜，随后与柔性聚二甲基硅氧烷( PDMS )背衬结合。通过光学透射光谱( OTS )、光学、激光共聚焦扫描( CLSM )、扫描电子显微镜( SEM )、傅里叶变换红外光谱( FTIR )、X射线光电子能谱( XPS )以及水接触角( WCA )等测试分析，揭示了共价结合PEG功能化表面的光学形貌、化学成分与表面性质之间的关系。定义了等离子体聚合物薄膜在低蒸汽压液体上沉积和有效表面功能化的要求。也就是说，液体PEG基板的厚度是PEG成功成膜和共价结合的关键参数。该方法是制备具有持久强亲水性能的功能表面的一种切实可行的方法，使其具有免污染或低摩擦的应用前景。

随着人工智能、机器人和医疗服务的快速发展，具有可变模量和柔性可加工性的软聚合物已成为一种重要的战略材料。其中，聚二甲基硅氧烷( PDMS )基材料因其化学柔性和生物相容性被认为是一种很有前途的材料。PDMS基材料的实际应用总是涉及两种改性方法，即本体改性和表面功能化。前者主要针对PDMS较差的机械强度进行改善，后者则是为了满足智能结构领域的一些功能需求，如表面润湿性、防冻性、自清洁性和强附着力等。因此，PDMS基材料改性中的设计和制备工艺成为重要而有吸引力的研究热点。本文综述了近年来PDMS基材料的本体改性策略以及实现各种表面功能的功能化方法的研究进展。进一步提取材料性能与化学组成、微/纳米结构等结构因素之间的相关性，指导PDMS基材料的改性。并对开发表面功能化PDMS基材料面临的挑战和前景进行了介绍和总结。希望本综述有助于更好地理解PDMS基材料的改性技术，甚至为智能软材料的设计和制备激发一些新的思路。