DE102005005121A1

DE102005005121A1 - Verfahren zur Herstellung eines Elastomers und Elastomer

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Publication number: DE102005005121A1
Application number: DE102005005121A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Prof. Dr. Merkel; Bernd Dr. Hoffmann; Claudia Cesa; Nils Hersch
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-08-17
Also published as: JP2008529016A; US20090022896A1; EP1844105A1; WO2006081798A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Elastomers. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer unmittelbar auf einer strukturierten SiO¶2¶-Oberfläche aufgebracht und ausgehärtet wird. DOLLAR A Auf diese Weise können hochverformbare, mikrostrukturierte Elastomere für Kraftsensoren hergestellt werden, welche bei der Charakterisierung von Therapeutika Einsatz finden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elastomers und ein auf diese Weise hergestelltes Elastomer.

Elastomere sind Polymere mit gummielastischen Verhalten, die wiederholt in ihrer Länge gedehnt werden können und nach Aufhebung der für die Dehnung erforderlichen Kraft wieder ihre Ausgangsdimensionen einnehmen. Elastomere sind weitmaschig vernetzte, hochpolymere Werkstoffe, die bei der Gebrauchstemperatur aufgrund der Verknüpfung der einzelnen Polymerketten an den Vernetzungsstellen nicht viskos fließen.

Bei der Herstellung des Elastomers wird in einem ersten Verfahrensschritt ein Photolack auf einen Siliziumträger aufgebracht. Eine Struktur wird mittels einer Schablonenmaske und Belichtung auf den photosensitiven Photolack erzeugt. Bei Verwendung positiver Photolacke entstehen nach Entfernung der belichteten Bereiche mit Entwickler freie Bereiche auf der Siliziumoberfläche. Auf diese Weise entsteht ein Stempel mit der gewünschten Struktur im Photolack als Oberfläche des Stempels. Die strukturierte Oberfläche des Photolacks wird sodann mit dem unvernetzten Elastomer überschichtet.

Ein Gemisch aus vinylterminiertem Siloxan als Grundsubstanz des Elastomers sowie ein Methylhydrosiloxan- Dimethylsiloxan-Copolymer als Kreuzvernetzer ist z. B. verwendbar. Die Kreuzvernetzung der beiden Komponenten erfolgt üblicherweise mit Hilfe eines Platin-Katalysators durch einen Inkubationsschritt bei erhöhten Temperaturen. Es resultiert ausgehärtetes Polydimethylsiloxan (PDMS) auf dem Photolack.

Die Elastizität des PDMS wird dabei durch das Mischungsverhältnis zum Kreuzvernetzer reguliert.

Nach der Aushärtung des Elastomers werden die Photolack-Oberfläche des Stempels und das Elastomer voneinander getrennt. Hierzu müssen die adhäsiven Eigenschaften des PDMS überwunden werden. Das Elastomer weist dann einen Abdruck von der durch den Stempel aufgebrachten Struktur auf.

Je nach Anwendung, werden mikrostrukturierte PDMS-Elastomere mit unterschiedlicher Elastizität erzeugt. Das Mischungsverhältnis von Grundsubstanz zu Kreuzvernetzer reicht gemäß des Standes der Technik von etwa 5:1 zur Herstellung geringer Elastizitäten bzw. hohen Young Modulus (> 1 MPa) bis hin zu maximal einem Mischungsverhältnis von etwa 50:1 zur Herstellung hoher Elastizitäten bzw. mittlerem Young Modulus (~15 kPa).

Nachteilig können bisher keine mikrostrukturierten PDMS-Elastomere mit noch höherer Elastizität hergestellt werden. Mischungsverhältnisse von 50:1 und höher führen nach der Aushärtung des PDMS-Elastomers durch die bei der Trennung vom Stempel auftretenden Kräfte zu einer plastischen Deformation des hochverformbaren Elastomers und damit zur Zerstörung der Struktur im Elastomer.

Das Verfahren gemäß Stand der Technik ist auch nachteilig für den Stempel selbst.

So verbleibt bei hohen Mischungsverhältnissen ab etwa 40:1 ein Rest PDMS an der Photolackoberfläche. Diese muss daher gereinigt werden, bevor sie erneut zur Herstellung mikrostrukturierter Oberflächen verwendet werden kann. Die Reinigung gestaltet sich wegen der geringen Resistenz bzw. guten Löslichkeit von Photolacken gegenüber PDMS-Lösungsmitteln als schwierig. Das Verfahren gemäß Stand der Technik ist daher arbeitsaufwendig und teuer.

Darüber hinaus wird auch die Feinstruktur des Photolacks neben der des Elastomers beim Lösen des Elastomers häufig zerstört.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen wieder verwendbaren Stempel und ein Verfahren zur Strukturierung von Elastomeren, insbesondere hochverformbaren Elastomeren mittels dieser Stempel bereit zu stellen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Hauptanspruch und Nebenanspruch und durch ein erfindungsgemäßes Elastomer gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den darauf jeweils rückbezogenen Patentansprüchen.

Das Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Elastomers auf einem Substrat, sieht vor, das Elastomer auf einer strukturierten SiO₂-Oberfläche als Stempel aufzubringen und zu polymerisieren, das heißt auszuhärten. Erfindungsgemäß wird somit strukturiertes SiO₂ als Nanostempel verwendet.

Das SiO₂ kann mittels lithographischer Prozesse strukturiert werden. Die Abmessungen sind primär vom Strukturierungsprozess abhängig.

Zur Herstellung des Stempels kann in einem ersten Schritt ein Siliziumsubstrat ausgewählt und zu SiO₂ oxidiert werden. Hierbei können bis zu 5 Mikrometer der Si-Oberfläche zu SiO₂ oxidiert werden. Hiernach wird ein Photolack auf das SiO₂ aufgebracht und z. B. lithographisch strukturiert. Dabei werden freie Bereiche im Photolack erzeugt, welche bis hinab zur SiO₂-Oberfläche reichen. Die Struktur des Photolacks wird sodann in das SiO₂ übertragen.

Für eine lithographische Strukturierung des Photolacks können Beleuchtungs- und Entwicklungsschritte eingesetzt werden. Die Übertragung der Struktur vom Photolack in das SiO₂ erfolgt sodann z. B. mittels reaktiver Ionenätzung. Abschließend wird der Photolack z. B. durch Sauerstoffplasma entfernt.

Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass ein Stempel mit einer derartig strukturierten SiO₂-Oberfläche ganz hervorragend geeignet ist, auftretende Adhäsionskräfte zwischen der Stempel-Oberfläche und dem kreuzvernetztem PDMS-Elastomer zu minimieren.

Vorteilhaft ist ein auf die SiO₂-Oberfläche aufgebrachtes und polymerisiertes Elastomer auch bei sehr hohen Mischungsverhältnissen zwischen Grundsubstanz und Kreuzvernetzer von > 40:1 und insbesondere > 50:1 von der SiO₂-Oberfläche ablösbar, ohne das die Struktur des SiO₂-Stempels oder des Elastomers zerstört wird. Polymerisierte Elastomere mit einem Young Modulus < 15 kPa und sogar < 10 kPa sind ohne weiteres herstellbar.

Es sind z. B. mittels optischer Lithographie ohne weiteres laterale Strukturen im Photolack und damit im SiO₂ von mehreren mm bis etwa 400 nm erzeugbar. Mittels Elektronenstrahl-Lithographie können sogar Strukturen < 50 Nanometer erzeugt werden. Diese Verfahren, sowie weitere sind zur Strukturierung heranzuziehen.

In der Tiefe des SiO₂ können beispielsweise Strukturen von etwa 10 nm bis 4 μm erzeugt werden.

Die SiO₂-Oberfläche des Stempels kann sehr gut gereinigt werden. Der Stempel ist somit wieder verwendbar. Hierdurch tritt eine deutliche Kostenreduktion auf.

Strukturiertes SiO₂ ist daher besonders zur Verwendung als Stempel bei der Herstellung hochdeformierbarer Elastomere aber auch von Elastomeren im Allgemeinen hervorragend geeignet.

Zur Herstellung des Elastomers wird in der Regel ein Gemisch aus Grundsubstanz und Kreuzvernetzer auf die Struktur des SiO₂-Stempels aufgebracht und mittels Platinkatalyse ausgehärtet. Im letzten Schritt wird das Elastomer vom SiO₂ getrennt.

Es kann z. B. vinylterminiertes Siloxan als Grundsubstanz des Elastomers und Methylhydrosiloxan-Dimethylsiloxan Copolymer als Kreuzvernetzer verwendet werden.

Man ist bei Verwendung von SiO₂ als Stempel jedoch keineswegs auf diese Reaktanden eingeschränkt. Vielmehr kann auch jedes andere Siloxan verwendet werden. Siloxane sind vorteilhaft im Vergleich zu den ebenfalls bekannten Acrylamiden ungiftig. Es ist denkbar, auch andere Elastomere auf SiO₂ aufzubringen und auszuhärten.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Mischungsverhältnis von Grundsubstanz zu Kreuzvernetzer von > 40: 1 und insbesondere eines von > 50:1 eingestellt.

Je höher das Mischungsverhältnis ist, umso weicher werden die Elastomere. Mittels der Verwendung von SiO₂ als Stempel-Oberfläche werden so erstmalig hochverformbare Elastomere mit einem Young-Modulus auch < 20 kPa und sogar ohne weiteres < 15 kPa bereitgestellt, die nach Ablösen vom Stempel die Stempelstruktur beibehalten ohne zu deformieren oder sogar zerstört zu werden. Es ist sogar möglich, Elastomere mit einem Young Modulus < 10 kPa bereit zu stellen, bei kleinsten Strukturen bis zu 500 Nanometer. Da die Strukturierung selbst nicht limitierend auf die Strukturgröße wirkt, können bei Anwendung modernster Strukturierungsverfahren Strukturen bis hinab zu 50 Nanometer oder sogar noch kleiner hergestellt werden, bei den genannten Young Moduli.

Der SiO₂-Stempel kann sofort wieder verwendet werden, da die Struktur hierin erhalten bleibt.

Es ist auf diese Weise möglich, Elastomere mit lateralen Strukturen von einigen mm bis etwa 500 nm bei Tiefenstrukturen von etwa 10 nm bis 4 μm bei einem Young-Modulus < 10 kPa bereit zu stellen. Selbstverständlich kann der Stempel auch zur Herstellung festerer Elastomere eingesetzt werden.

Nach der Aushärtung entsteht das PDMS in der erwünschten Elastizität.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vor der Trennung des Elastomers vom SiO₂ die Oberflächenspannung des SiO₂ reduziert.

Dies kann insbesondere durch Aufbringen von Silanen, z. B. Trichloro-perfluorooctylsilan, auf die Oberfläche des SiO₂ erfolgen.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Erniedrigung der Oberflächenspannung Isopropanol eingesetzt.

Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass bei hohen Mischungsverhältnissen von beispielsweise > 40:1 verstärkt das Phänomen auftritt, dass nicht die gesamte Grundsubstanz durch die geringe Konzentration des Copolymers kreuzvernetzt wird.

Nicht eingebaute Grundsubstanz verändert aber nachteilig unregulierbar die elastischen Eigenschaften des PDMS.

Hinzu kommt, dass sich größere Mengen der Grundsubstanz in Form kleiner Tröpfchen im kreuzvernetzten PDMS einlagern. Diese Bereiche haben neben veränderter Elastizität einen negativen Einfluss auf die Transparenz des Elastomers. Mikroskopie an solchen Elastomeren ist nur eingeschränkt oder gar nicht möglich.

Mittels der Verwendung von Isopropanol ist es auch möglich, diese nicht kreuzvernetzten Bestandteile der eingesetzten (PDMS-) Grundsubstanz aus dem polymerisierten Elastomer herauszulösen. Hierdurch wird besonders vorteilhaft die Transparenz des Elastomers stark verbessert.

Ein erfindungsgemäßes Elastomer mit hoher Elastizität kann vorteilhaft als Kraft-Sensor eingesetzt werden. Auf diese Weise können neuartige Anwendungsgebiete durch die besonders weichen Elastomere erschlossen werden, z. B. die Untersuchung von Herzmuskelzellen im Zuge eines Wirkstoffscreenings.

Im Weiteren wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels und der beigefügten 1 bis 3 näher beschrieben.

Zur Herstellung eines wieder verwendbaren Stempels, wird zunächst ein Silizium-Substrat oxidiert. Dieses geschieht mittels nasser Oxidation des Siliziums bei einer Temperatur von 1100°C für eine Dauer von 20 bis 40 min. Hierdurch werden etwa 300 bis 500 nm der Siliziumoberfläche in der Tiefe zu Siliziumdioxid oxidiert. Nachfolgend wird ein Photolack auf die Siliziumdioxidschicht aufgebracht und mittels einer Lochmaske mit der Struktur von Interesse belichtet (Optische Lithographie).

Nach Entfernen der Maske werden die belichteten Bereiche des Photolacks entfernt (positive Photolacke) und der verbleibende Photolack wird auf der Oberfläche mittels einer Temperatur von 150°C für etwa 30 min. gehärtet. Zur Übertragung der Photolackstruktur auf die darunter liegende SiO₂ Schicht werden in einem anschließenden Schritt frei zugängliche Siliziumdioxidbereiche mit einer Geschwindigkeit von etwa 45 nm je Minute mittels reaktiver Ionenätzung (reactive ion etching) entfernt. Dies erfolgt durch Verwendung eines Gemisches aus Trifluormethan (CHF3) und Tetraflourmethan (CF4). Dabei wird die Struktur des Photolacks in die SiO₂-Oberfläche übertragen.

Es entsteht eine Struktur, bei der sowohl im Photolack als auch in der darunter liegenden Siliziumdioxidschicht lateral die gleichen Bereiche entfernt wurden. Die Tiefe der Struktur im SiO₂ hängt von der Art und Dauer des verwendeten Ätzverfahrens ab.

Um stabile, mikrostrukturierte Siliziumdioxid-Oberflächen zu erhalten, werden abschließend mittels Sauerstoffplasma die verbleibenden Photolackbereiche entfernt.

Diese Modifizierungen ermöglichen, bezogen auf die entstehenden Strukturen, auf reproduzierbare und schnelle Weise die Herstellung von wieder verwendbaren mikrostrukturierten SiO₂-Stempeln, die zur Herstellung von mikrostrukturierten PDMS-Oberflächen eingesetzt werden können. In diesem Sinne umfasst der SiO₂-Stempel auch nicht oxidiertes Silizium unterhalb des SiO₂.

Zur Erzeugung eines hochverformbaren mikrostrukturierten PDMS-Elastomers wird bei Mischungsverhältnissen > 50:1 zwischen Grundsubstanz und Kreuzvernetzer vor dem Aufbringen des Elastomers Trichloro-Perfluorooctylsilan im Vakuum durch passive Bedampfung als Monolage auf die Siliziumdioxidoberfläche aufgebracht. Aufgrund der stark hydrophoben Eigenschaften von Trichloro-Perfluorooctylsilan wird die Oberflächenspannung des SiO₂-Stempels herabgesetzt.

Das im Weiteren aufgebrachte PDMS als Grundsubstanz mit Kreuzvernetzer wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Verhältnis von 55:1 auf die SiO₂-Oberfläche aufgebracht und polymerisiert. Es adhäriert durch die Silansierung mit geringer Intensität an der Stempeloberfläche. Hierdurch können beide nachfolgend leichter voneinander getrennt werden. Das Silan wird somit zur Verminderung der Adhäsionskräfte zwischen Siliziumdioxidoberfläche und kreuzvernetztem PDMS eingefügt.

In Abhängigkeit vom lithographischen Verfahren wird eine strukturierte SiO₂-Oberfläche erzeugt (1). Jede runde Erhebung 1 weist Abmessungen von 1,7 μm im Durchmesser und 300 nm in der Höhe auf. Der Abstand zwischen zwei Erhebungen 1 beträgt im vorliegenden Beispiel 1,6 μm.

Durch Überführen der Struktur vom Stempel entsteht ein hochelastisches, mikrostrukturiertes PDMS-Elastomer (2) in dem jede Erhebung des SiO₂ Stempels eine Vertiefung 2 gleicher Dimension hervorruft. Der Abstand von einem Vertiefungsmittelpunkt der Mikrostruktur im Elastomer zum nächsten entspricht 3,3 μm.

Die Vertiefungen sind als dunkle Punkte in 2 erkennbar. Das Elastomer weist einen Young Modulus von etwa 10 kPa auf.

Bei der Trennung von Stempel und polymerisiertem PDMS wird Isopropanol als Lösungsmittel eingesetzt. Das Isopropanol dient als Lösungsmittel für nicht polymerisiertes PDMS und reduziert gleichzeitig die Oberflächenspannung des PDMS und SiO₂ sowie die Klebrigkeit des PDMS. Isopropanol wird zu diesem Zweck in den Zwischenraum zwischen Siliziumdioxid und polymerisiertem PDMS eingebracht.

Da PDMS-Mischungsverhältnisse oberhalb von 40:1 bei gleichzeitiger mittlerer bis hoher Elastizität zu einer unvollständigen Vernetzung des eingesetzten Vinylterminierten Siloxans führen, muss unvernetztes Siloxan nach Aushärtung des Elastomers entfernt werden.

Auch zu diesem Zweck wird Isopropanol verwendet. Das Isopropanol diffundiert in auspolymerisierte PDMS-Bereiche und löst nicht polymerisierte Bestandteile aus dem Netzwerk heraus. Für PDMS-Filme mit Dicken von 100 μm ist dieser Prozess nach einer Inkubationszeit von 10 h abgeschlossen. Die Behandlung führt abhängig vom Mischungsverhältnis zu einer etwa 10 bis 50%igen Volumenreduktion und gleichzeitig zu voll transparenten PDMS-Elastomerschichten, die dann für weitere Experimente, insbesondere auch für mikroskopische Anwendungen zur Verfügung stehen.

Die Erfindung ist hierauf nicht beschränkt. Das auf diese Weise hergestellte Elastomer, kann als hoch sensitiver Kraftsensor eingesetzt werden.

Dadurch können z.B. Kräfte von adhärierten bzw. wandernden Zellen analysiert werden. Die Entwicklung solcher Sensoren ist z.B. wichtig für die Analyse der Zelladhäsion, Krebszellforschung und Analyse von Herzmuskeltherapeutika.

So werden Einflüsse von Herztherapeutika auf Herzmuskelzellen bisher in erster Linie in Tierversuchen getestet. Hierbei werden unterschiedliche Konzentrationen des jeweiligen Medikamentes den Tieren verabreicht und diese anschließend auf Funktion der Therapeutika sowie Nebenwirkungen hin getestet. Kombiniert werden diese Untersuchungen mit Arzneianalysen an isolierten embryonalen Herzmuskelzellen der Ratte bzw. des Huhns. Zu diesem Zweck werden diese nach Isolation confluent, das heißt so dicht, dass Zellen auf harten Oberflächen (Petrischalen) miteinander in Kontakt stehen, aufgebracht. Da embryonale Herzmuskelzellen auch in Petrischalen über chemische und elektrische Signalweiterleitung zu kontrahieren vermögen, wird an ihnen der Einfluss von Herzmedikamenten auf Gewebeebene analysiert.

Bisher ist es nicht möglich, den Einfluss eines Medikamentes auf Einzelzellebene gezielt zu untersuchen. Dieser Mangel bezieht sich sowohl auf die Analyse der Herzschlagamplitude, der Herzschlagfrequenz sowie auf die mechanische Kraftentfaltung kontrahierender Herzmuskelzellen, obwohl genau diese mit Hilfe von Medikamenten manipuliert werden sollen und für die Arzneisicherheit von entscheidender Bedeutung wären. Diese Schwierigkeit führt dazu, dass Medikamente häufig zwar, wie gewünscht, z. B. die Schlagfrequenz erhöhen, aber trotzdem nicht die gewünschte Erhöhung der transportierten Blutmenge zur Folge haben. Beispielhaft sei das Kammerflimmern (ventrikuläre Tachyarrhythmie) genannt, bei dem eine sehr hohe Schlagfrequenz mit sehr geringer Transportrate gekoppelt ist. Es hat sich gezeigt, dass daher eine Vielzahl von Nebenwirkungen bisher nicht aufgezeigt werden konnten. Analysen gemäß Stand der Technik an isolierten Myozyten sind nur sehr begrenzt einsetzbar, da die drei wichtigsten Parameter über die Herztherapeutika wirken, nämlich die Herzschlagfrequenz, die Herzschlagamplitude sowie die mechanische Kraftentfaltung im Ruhezustand bzw. pro Schlag. Außerdem waren die Ergebnisse bisher durch die Adhäsion an harten Oberflächen, wie Plastik oder Glas negativ beeinflusst worden.

Zur Lösung dieses Problems werden die erfindungsgemäßen Sensoren und Elastomere vorgeschlagen. Die Sensitivität der Elastomer-Oberfläche ist deutlich geringer, als für die mechanische Kraftmessung von Myozyten notwendig. Das erfindungsgemäße Elastomer stellt damit ein hoch geeignetes System zur Feinanalyse auch der Myozytenfunktion bei Zugabe von Therapeutika dar.

Die Elastomeroberflächen werden hierzu mit natürlichen, spezifischen Proteinen, wie extrazellulären Matrixmolekülen (ECMs) überzogen, z. B. mit 2 μg/cm² Fibronektin. Hierdurch wird die Adhäsion von Myozyten an Elastomer- Oberflächen genau wie an Glas- oder Plastikoberflächen ermöglicht. Zur Analyse werden Herzmuskelzellen der Ratte für 24 Stunden auf ultraweichen PDMS-Elastomeroberflächen mit einem Mischungsverhältnis von 55:1 inkubiert (Young-Modulus: 10 kPa). Spontan kontrahierende Herzmuskelzellen werden videomikroskopisch mittels Phasenkontrast sowie Reflektions-Interferenz-Kontrastmikroskopie analysiert. Die Verformung der Mikrostruktur während des Herzschlages durch die Zelle aufgrund von Zugabe eines Pharmazeutikums wird nachfolgend in Zellkräfte umgerechnet. Dies ist möglich, da für jedes verwendete PDMS Mischungsverhältnis die notwendigen Materialkonstanten (Youngs's Modulus sowie Poisson ratio) durch physikalische Messmethoden bestimmt werden können. Auf diese Weise können Zellkräfte von Myozyten im Bereich von wenigen nN gemessen werden.
Beispielhaft ist dies für eine Herzmuskelzelle 3 gezeigt, die auf dem 55:1 Elastomer inkubiert wurde und anschließend mittels Phasenkontrast-Mikroskopie (3 links) bzw. Reflektions-Interferenz-Kontrastmikroskopie (3 rechts) analysiert wurde. Verformungen der PDMS Mikrostruktur um bzw. unterhalb der L-förmigen Zelle 3 im Ruhezustand sowie während des Schlages dienen als Grundlage für die oben beschriebene Analyse der Zellkräfte. Die dunklen Einschlüsse in der linken Hälfte der 3 stellen die Zellorganellen dar.
Durch eine Primärzellisolation von embryonalen Myozyten oder aber Sinusknoten- bzw. Atrioventrikularknotenzellen können die mechanischen Kräfte von Herzmuskel zellen sowie deren allgemeine Funktion in Abhängigkeit von den getesteten Herztherapeutika sowohl an Einzelzellen als auch an Zellverbänden durchgeführt werden. Somit können mit der Verwendung der erfindungsgemäßen Elastomeren als Sensoren mechanische Kraftentwicklungen von kontrahierenden Myozyten in Abhängigkeit von Herzmedikamenten charakterisiert und parallel mit deren Schlagamplitude und Frequenz verglichen werden. Dies erhöht deutlich die Arzneimittelsicherheit.
Die erfindungsgemäße Verwendung von hochelastischen, mikrostrukturierten PDMS-Oberflächen als Sensor für Zellkräfte ist nicht auf Herzmuskelzellen beschränkt, sondern bezieht sich auf jeden zumindest adhärent wachsenden Zelltyp.
Auf die oben genannte Weise wird ein allgemeines und sehr einfaches Verfahren zum Wirkstoffscreening bei gleichzeitig hoher Güte der ermittelten Daten bereitgestellt.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Elastomers auf einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer unmittelbar auf einer strukturierten SiO₂-Oberfläche aufgebracht und ausgehärtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Wahl von vinylterminiertem Siloxan als Elastomer.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Wahl von Methylhydrosiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymer als Kreuzvernetzer.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mischungsverhältnis von Elastomer-Grundsubstanz zu Kreuzvernetzer > 40: 1, insbesondere von 55:1 gewählt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Oberflächenspannung des SiO₂ reduziert wird.
Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, gekennzeichnet durch Aufbringen von Silan, insbesondere Trichloro-Perfluorooctylsilan, auf die Oberfläche des SiO₂.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Lösungsmittel, insbesondere Isopropanol zur Lösung des Elastomers vom Stempel eingesetzt wird.
Elastomer mit einem Young-Modulus < 20 kPa mit Strukturen < 10 μm.
Elastomer nach vorhergehendem Anspruch, gekennzeichnet durch einen Young-Modulus von < 10 kPa.
Elastomer nach vorhergehendem Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch Strukturen < 50 Nanometer.
Verwendung eines Elastomer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, als Sensor, insbesondere als Kraftsensor in Wirkstoffanalysen.
Verwendung von Isopropanol als Lösungsmittel für unpolymerisierte Elastomerbestandteile aus kreuzvernetztem Elastomer.