اصلاح سطح ابر آب گريز پليمر پلي‌پروپيلن با هدف بهبود برهم‌كنش‌هاي بيولوژيك

Improvement of Polypropylene Biological Interactions by using Superhydrophobic Surface Modification

اهميت ايجاد سطوح ابرآبگريز از طريق اصلاح ساختار و شيمي سطح در جلوگيري و يا به تأخير انداختن تشكيل بيوفيلم است. اين كار با هدف ارتقاء زيست‌سازگاري و بهبود خواص شيميايي و بيولوژيكي سطح از طريق ايجاد ساختار زبري‌هاي چندگانه ميكرو- نانو و كاهش انرژي آزاد سطح با كمك پليمر آبگريز پرفلئورودودسيل تري كلروسيلان (FTCS) است. در اين پژوهش به‌منظور ايجاد سطوح ابرآبگريز از يك مرحله پوشش‌دهي با نانوذرات دي‌اكسيد تيتانيوم و يك مرحله فلئوروسيلانيزاسيون استفاده شد. سپس جهت ارزيابي خواص فيزيكوشيميايي سطح اصلاح شده ميكروسكوپي الكتروني روبشي (SEM)، طيف‌سنجي مادون قرمز (FTIR)، اندازه‌گيري زاويه تماس، بررسي ميزان سميت سلولي پوشش سطح (با استفاده از سلول‌هاي سرطانيHela, MCF-7 و سلول‌هاي فيبروبلاست انساني) با روش MTT، ميزان جذب پروتئين BSA با روش بردفورد و چسبندگي سلول باكتريايي(سويه‌هاي استافيلوكوكوس اورئوس، استافيلوكوكوس اپيدرميديس) با روش ميكروتيتر مورد استفاده قرار گرفتند. نتايج حاصل افزايش زاويه تماس تا 156 درجه و كاهش انرژي سطح تا ميزان 51/5 ميلي‌نيوتن بر متر را در اثر تغييرات فيزيكو شيميايي سطح نشان دادند. همچنين نتايج، كاهش چشم‌گير ميزان جذب پروتئين و چسبندگي سلولي باكتريايي را براي سطوح ابرآبگريز نشان دادند.

The significance of producing superhydrophobic surfaces through modification of surface chemistry and structure is in preventing or delaying biofilm formation. This is done to improve biocompatibility and chemical and biological properties of the surface by creating micro-nano multilevel rough structure; and to decrease surface free energy by Fault Tolerant Control Strategy (FTCS) . Here, we produced a superhydrophobic surface through TiO2 coating and flurosilanization methods. Then, in order to evaluate the physicochemical properties of the modified surfaces, they were characterized by Scanning Electron Microscope (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Contact Angle (CA), cell viability assay (using Hela and MCF-7 cancer cell lines as well as non-cancerous human fibroblast cells) by MTT, Bovine Serum Abumin (BSA) protein adsorption using Bradford and bacterial adhesion assay (Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis) using microtiter. Results showed that contact angle and surface energey of superhydrophobic modified surface increased to 150° and decreased to 5.51 mj/m2, respectively due to physicochemical modifications of the surface. In addition, the results showed a substantial reduction in protein adsorption and bacterial cell adhesion in superhydrophobic surface.