低溫等離子體對醫(yī)用材料的表面處理

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2023-08-15

低溫等離子體對材料表面的處理廣泛應(yīng)用于工業(yè)、航空航天、環(huán)境科學(xué)、生物學(xué)及醫(yī)藥學(xué)等領(lǐng)域。本文根據(jù)低溫等離子體對材料，尤其是醫(yī)用材料所進(jìn)行表面處理的性質(zhì)的不同，將材料分為兩類：高分子材料的表面處理、金屬及無機材料的表面處理，探究低溫等離子體對不同種類的材料表面性質(zhì)的影響。

低溫等離子體對醫(yī)用高分子材料的表面處理

高分子材料是以高分子化合物結(jié)合助劑所構(gòu)成的材料。高分子材料尤其是醫(yī)用高分子材料表面的潤濕性、生物相容性對材料的性能起關(guān)鍵性的作用。低溫等離子體通過在高分子材料表面引入-OH、-NH2、-COOH等基團(tuán)，并將材料表面的高分子鏈打破，將這些活性官能團(tuán)嫁接在新的分子鏈上，，使材料表面的潤濕性增加，水接觸角角度減小，從而改善高分子材料的表面性能。

低溫等離子體處理不同材料是產(chǎn)生了不同的效應(yīng)，而且不同種類的等離子體所產(chǎn)生的效應(yīng)也不同。大多數(shù)的低溫等離子體引入含氧官能團(tuán)之后，都會使材料表面變?yōu)橛H水表面，但是如果在材料表面引入含氟氣體的等離子體，材料表面將發(fā)生氟化，此時材料表面的疏水性就會提高。以上都體現(xiàn)出了等離子體作用的多樣性。

有人研究了低溫等離子體處理對聚醚醚酮（PEEK）修復(fù)體與樹脂粘接劑結(jié)合強度的影響，結(jié)果表明經(jīng)過氮氣等離子體處理之后,PEEK表面引入了含氮基團(tuán),與粘接劑形成了更牢固的化學(xué)結(jié)合力；官能團(tuán)的引入同樣提高了材料表面的親水性，所以粘接劑中的分子與材料中的分子實現(xiàn)了更緊密的接觸，PEEK與樹脂粘接劑之間的粘接強度得以提高。

低溫等離子體對醫(yī)用金屬及無機材料的表面處理

低溫等離子體也是金屬材料表面改性的有效方法。例如，金屬支架在治療冠狀動脈疾病中得到廣泛應(yīng)用，但因為金屬支架表面自由能高，促進(jìn)血小板凝集，遠(yuǎn)期易沉積血栓。在金屬支架表面用SO2等離子體處理，結(jié)果表明處理后接觸角下降，金屬材料親水性得以提高。而纖維蛋白在支架表面的吸附由原先的95%下降至54%，表面吸附的血小板含量也有大幅度下降，支架在血液中的相容性有所提高。

金屬鎂及其合金是生物組織工程中理想材料，原因是鎂可以生物降解，避免了二次手術(shù)，而且承重力強。但是鎂易被污染，污染后無疑將降低其生物相容性。有學(xué)者用氬氣和氨氣低溫等離子體處理金屬鎂的表面，發(fā)現(xiàn)低溫等離子體可以使有機污染物中的C—H鍵斷裂，高效清除污染物，提高其生物相容性，為金屬鎂在組織工程中的進(jìn)一步應(yīng)用提供了條件。

在低溫等離子體中，電子溫度遠(yuǎn)高于離子溫度,離子溫度接近常溫，其中存在的大量活性粒子使很多反應(yīng)在室溫下進(jìn)行成為可能，其在進(jìn)行材料的表面改性過程中，不僅能清潔材料表面，極大降低污染程度，還能在表面引入活性官能團(tuán)如-COOH、-C=O、-OH、-NH2，提高了材料表面的潤濕性和表面能，且處理效率高、能耗低，但對材料基本性能不產(chǎn)生影響，非常適合生物醫(yī)用材料的表面處理。