以陽極氧化鋁模板運用奈米成形技術於表面改質及圖案化生醫可降解材料之應用(II)

本計畫第一年（即98 年度）製作陽極氧化鋁模板為模仁，以不同製程參數（電解液種類及其濃 度、電壓、溫度）做出孔徑大小為100 nm 和200 nm 兩種尺寸之陽極氧化鋁模板，並探討陽極氧化鋁 成形性及其品質；爾後以微電鑄法製作Ni-Co 模仁（奈米柱直徑為100 nm、200 nm）。接著以奈米壓 印針對不同製程參數（壓印溫度、壓印壓力、壓印時間及脫模溫度）壓印於高分子薄膜（Polycarbonate, PC）上，針對陽極氧化鋁模板與Ni-Co 模仁上奈米結構於高分子薄膜及高分子材料之轉寫性及粗糙度 進行研究；本計畫第一年（即98 年度）已完成各式模仁所製成之高分子成品表面特性（親水性、疏 水性）以及奈米壓印製程參數與高分子成品表面改質關係之研究。 本年度計劃（99年度）為兩年期計畫之第二年，使用第一年（即98年度）的成熟技術製作陽極氧 化鋁模板（孔徑為100 nm、200 nm）來翻製Ni-Co模仁（奈米柱直徑為100 nm、200 nm），以原子層沉 積法於各式模仁上沉積氮化鉬薄膜，以增進奈米成形（奈米壓印、奈米射出成形）時模仁之脫模能力。 本計畫以四種不同生物相容性及生物可降解性之高分子材料，分別以聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚 甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate), PMMA)、聚乳酸(Polylactic Acid, PLA)及聚甘醇酸(Poly lacfide-co-glycolide, PLGA)製作奈米結構之薄膜，以奈米壓印來探討不同製程參數（壓印溫度、壓印 壓力、壓印時間及脫模溫度）對奈米結構薄膜成形性之影響，並以有限元素分析軟體ANSYS/LS-DYNA 模擬壓印時高分子薄膜受力情形，以力學理論來分析，可提高參數設定之可靠性，再與實際情況做比 較；而奈米射出成形針對不同製程參數（模具溫度、融膠溫度、保壓壓力、保壓時間及冷卻時間）探 討對奈米結構薄膜成形性之影響；本計畫使用之奈米成形配合田口法與不同製程參數對具奈米結構之 生物相容性材料薄膜及成品之成形性、轉寫性、親疏水性與表面粗糙度做探討，最後探討模仁耐久性 與硬度分析。爾後再將奈米成形之不同奈米結構尺寸、間距之凸形及凹形生物相容性材料薄膜及成品 以雷射熔接製作人工血管支架，進行細胞培養，觀察血管平滑肌細胞（Vascular smooth muscle cell, VSMC）在奈米結構上細胞黏附、擴張及分殖情形，並做MTT細胞活性試驗，分別於1天、3天、5天 及7天觀察其生長情形（以SEM、TEM做觀察）。本年度研究最後將培養細胞之人工血管支架移植於動 物（兔、大鼠）身上，做動物實驗，並以3天、2週、4週、6週和12週為時間點做密集觀察，觀察細胞 於動物體內人工血管支架之生長情形（以SEM、TEM做觀察），同時比較生物可降解人工血管支架 (PLA、PLGA)與傳統人工血管支架(PC、PMMA)之血管狹窄化問題。