内皮細胞培養用の適切なサイズの毛穴を備えた3D微孔PDMS構造の調製、特性評価、およびシラン化

現在、生物医学における多孔質ポリジメチルシロキサン（PDMS）構造の適用が広まっており、そのような構造を作成するために多くの方法が確立されています。これらの方法で作成された細孔は、ほとんどがPDMS膜の外面で開発されていますが、この研究は、内皮細胞培養に適切な細孔サイズを備えた3次元（3D）微小PDMS構造を作成するためのシンプルで費用効率の高い手法を提供します。この研究では、ガスの泡立ちと粒子状の浸出方法の組み合わせと、NAHCO3と発泡セント塩として、およびプロゲンとしてのNaClを使用して3D PDMSスポンジを形成します。NAHCO3とHCLの間のin situ化学反応により、小さな毛穴とチャネルが形成されました。さらに、HCl溶液にサンプルを浸すことで、PDMSの疎水性が一時的に改善され、NaClのさらなる浸出のために水の浸透が促進されました。表面化学修飾プロセスは、多孔質PDMSマトリックス上で内皮細胞を培養するために（3-アミノプロピル）トリエトキシシランによって実行されました。結果は、製造されたPDMSスポンジに対する内皮細胞の肯定的な反応を示しています。適切な細孔サイズと生物学的特性を備えたPDMSスポンジを準備するためのこの方法の単純さと実用性のため、製造されたマトリックスは、血液接触デバイスの将来の研究に完全に適用できます。

Nowadays, application of porous polydimethylsiloxane (PDMS) structure in biomedical is becoming widespread, and many methods have been established to create such structure. Although the pores created through these methods are mostly developed on the outer surface of PDMS membrane, this study offers a simple and cost-efficient technique for creating three-dimensional (3D) microporous PDMS structure with appropriate pore size for endothelial cell culture. In this study, combination of gas foaming and particulate leaching methods, with NaHCO3 as effervescent salt and NaCl as progen are used to form a 3D PDMS sponge. The in situ chemical reaction between NaHCO3 and HCl resulted in the formation of small pores and channels. Moreover, soaking the samples in HCl solution temporarily improved the hydrophilicity of PDMS, which then facilitated the penetration of water for further leaching of NaCl. The surface chemical modification process was performed by (3-aminopropyl)triethoxysilane to culture endothelial cells on porous PDMS matrix. The results are an indication of positive response of endothelial cells to the fabricated PDMS sponge. Because of simplicity and practicality of this method for preparing PDMS sponge with appropriate pore size and biological properties, the fabricated matrix can perfectly be applied to future studies in blood-contacting devices.