Self-supporting ultrathin membranes with tunable pore size by phase separation

Abstract

Patterned structures in self-supporting ultrathin films of an immiscible polyvinyl alcohol (PVA) / polylactic acid (PLA) blend have been generated by spin coating and their structure has been studied after selective solvent etching. Atomic force microscopy (AFM) has been combined with scanning electron microscopy (SEM) to obtain three-dimensional information on the morphology with a quantitative assessment of porous formation when blends with different composition were used. Through variations in PVA:PLA ratio the lateral organization of the phase separated domains changed and the final geometry (tubular or round shape) and dimensions of the nanopores were altered. Pores radius ranged from 60 nm to 800 nm and membranes thickness was between 117 and 170 nm. The described method has numerous advantages for the fabrication of desired nanostructures such as high versatility, low cost and quick performance. Therefore, this method might be desirable for multiple technological and biomedical applications, (e.g. scaffolds for tissue regeneration). Results of cell adhesion and proliferation, with two cell lines, Vero and MDCK, shown that the perforated membrane PLA:PVA 90:10 was the best option for tissue regeneration application due to the similarities between the diameter of porous and cell membrane organelles.

Se ha modelado la estructuras de membranas ultrafinas creadas con una mezcla inmiscible de alcohol polivinilo (PVA) y ácido de poliláctico (PLA) generadas con spin-coating. Su estructura ha sido estudiada después de la dissolución selectiva del PVA mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía electrónica de barrido (SEM) para obtener información tridimensional de la morfología con una evaluación cuantitativa de la formación porosa cuando se utilizan mezclas de diferente composición. A través de variaciones en la proporción de PVA:PLA la organización lateral de la fase de los dominios separados dominios y la geometría final (forma tubular o redonda) ha sido cambiada. A su vez tambin se ha variado las dimensiones de los poros. El radio de los poros osciló entre 60 nm y 800 nm y el grueso de las membranas fue de entre los 117 y 170 nm. El método descrito tiene numerosas ventajas para la fabricación de nanoestructuras por su versatilidad, bajo coste y alto rendimiento. Por lo tanto, este método podría ser deseable para múltiples aplicaciones tecnológicas y biomédicas, (por ejemplo, andamios para la regeneración de tejido). Los resultados de adhesión celular y proliferación, con dos líneas celulares, Vero y MDCK, muestran que la membrana perforada PLA:PVA 90: 10 es la mejor opción para la aplicación de la regeneración de tejido debido a las similitudes entre el diámetro del porosos y organelos de membrana de la célula.

S'ha modelat l'estructura de membranes ultrafines creades amb una barreja immiscible d'alcohol polivinil (PVA) i àcid de polilàctic (PLA) generades utilitzant spin-coating. La seva estructura ha estat estudiada després de la dissolució selectiva del PVA mitjançant microscòpia de força atòmica (AFM) i microscòpia electrònica de rastreig (SEM) per obtenir informació tridimensional de la morfologia amb una avaluació quantitativa de la formació porosa quan s'utilitzen barreges de diferent composició . A través de variacions en la proporció de PVA: PLA l'organització lateral de la fase dels dominis separats dominis i la geometria final (forma tubular o rodona) ha estat canviada. Al seu torn també s'ha variat les dimensions dels porus. El radi dels porus oscil·lar entre 60 nm i 800 nm i el gruix de les membranes va ser d'entre els 117 i 170 nm. El mètode descrit té nombrosos avantatges per a la fabricació de nanoestructures per la seva versatilitat, baix cost i alt rendiment. Per tant, aquest mètode podria ser desitjable per a múltiples aplicacions tecnològiques i biomèdiques, (per exemple, bastides per a la regeneració de teixit). Els resultats d'adhesió cel·lular i proliferació, amb dues línies cel·lulars, Vero i MDCK, mostren que la membrana perforada PLA: PVA 90: 10 és la millor opció per a l'aplicació de la regeneració de teixit a causa de les similituds entre el diàmetre del porosos