圖 4-27 熱壓轉印後 V 型溝槽基板示意圖
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4-2.2 基板表面親水性對於細胞貼附生長的影響
在實驗的過程中，PMMA 材料所壓印出來的微溝槽試片雖然能 使小鼠成肌細胞呈現同方向性的貼附排列，但是當細胞成形時，細胞 卻容易漂浮於培養基上，造成實驗拍攝定位不便。反觀PS 試片上細 胞貼附情況良好而且不會造成漂浮的現象，實驗拍攝也較PMMA 試 片方便。由於肌肉細胞喜好貼附於較親水的環境裡，因此我們著手研 究PMMA 與 PS 兩種試片表面的親水性對於細胞貼附的影響。
PMMA 原本就是屬於親水性的高分子材料，在未經過任何表面 改質的狀況下，其水珠與材料表面的接觸角為 65°，如圖 4-29 所示。
而PS 材料在未經任何表面改質的狀況下，其接觸角為 64°，如圖 4-30 所示。本實驗所使用的PS 材料試片則是由培養皿底盤製成，因為培 養皿底盤需要有較高的親水性，對於細胞的培養與觀察會有較好的效 果，因此材料使用電漿表面處理讓表面親水性更好。經由親水性測 試，其表面接觸角為45°，如圖 4-31 所示。
因為實驗所使用的 PS 材料其親水性較 PMMA 的好，所以想藉
由改變PMMA 材料的親水性來觀察能否改善細胞貼附於試片上的效 果使細胞不會漂浮於培養基上，造成實驗觀察不便。
本實驗同樣使用電漿表面改質的方法，利用氧氣(O2)與氬氣(Ar) 兩種氣體來改變PMMA 材料表面的親水性。氬電漿(Ar Plasma)表面
改質以功率400W，氣體流量 20sccm，處理時間為 10 分鐘，實驗結 果發現其接觸角變為49°左右，如圖 4-32 所示。另外使用氧電漿(O2
Plasma)表面改質，使用功率為 500W，氣體流量 20sccm，處理時間 為20 分鐘，實驗結果發現其接觸角變為 47°，如圖 4-33 所示。兩者 數據顯示，PMMA 材料的表面親水性變的跟 PS 材料一樣的親水，其 原因在於氣體能量粒子撞擊PMMA 材料表面，經由電漿的蝕刻效 應，活化了材料表面，產生了親水性的官能基。
將電漿表面改質處理後的 U 型溝槽試片拿去培養小鼠肌肉細 胞，為了能比較電漿表面改質對於細胞的影響，所以我們將氧電漿與 氬電漿各增加一個數據來作為比對。培養結果發現細胞在經氬電漿處 理後的試片上，貼附的效果較好，且細胞一開始就有同方向性的貼附 排列，但是氬電漿處理時間5 分鐘的效果比處理時間為 10 分鐘的好，
且細胞同方向性排列較為明顯，如圖4-34 所示。經氧電漿處理過後 的試片，雖然表面親水性變好，貼附性增加，不過細胞卻失去了同方 向性貼附排列的現象，如圖4-35 所示。由此現象推斷，可能是氬氣 為惰性氣體，所以電漿處理時，表面的蝕刻性較弱，因此比較不會造 成材料表面與外界環境起反應，進而破壞到材料表面微結構，影響了 細胞貼附與排列的行為。此外，雖然已改變兩者的親水性，不過兩者 的貼附性都不比原來培養皿底盤的PS 材料來的穩定，由此可知，
PMMA 材料經電漿改質其表面親水性似乎對於細胞的貼附並沒有太 大的改善。
圖 4-29 PMMA 材料表面未經任何改質處理，其接觸角為 65°
圖4-30 PS 材料表面未經任何改質處理，其接觸角為 64°
圖4-31 經電漿處理後 PS 材料的培養皿底盤，其接觸角為 45°
圖 4-32 PMMA 經氬電漿處理後，其接觸角變為 49°
圖 4-33 PMMA 經氧電漿處理後，其接觸角變為 47°
圖 4-34 經氬電漿處理後，細胞貼附排列的情況
圖 4-35 經氧電漿處理後，細胞貼附排列的情況