低溫等離子體處理技術(shù)在生物材料改性中的應(yīng)用

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2023-08-17

等離子體是正負(fù)帶電粒子密度相等的導(dǎo)電氣體，是由電子、離子、原子、分子或自由基以及光子等粒子組成的集合體。它與固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的物質(zhì)存在屬于同一層次，又稱為物質(zhì)的第四態(tài)。

在等離子體處理材料過(guò)程中，放電氣體將產(chǎn)生帶電粒子（電子和離子）、激發(fā)態(tài)粒子（自由基，亞穩(wěn)態(tài)分子）和光子。通過(guò)這些活性粒子在表面產(chǎn)生的物理和化學(xué)反應(yīng)，起到表面清潔、表面刻蝕、表面活化等作用。

低溫等離子體技術(shù)用于高分子材料的表面改性有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

1、利用等離子體反應(yīng)的特點(diǎn)賦予改性后的材料表面以各種優(yōu)良性能；
2、只對(duì)材料表面幾百nm的范圍進(jìn)行改性，而材料的體相和整體性質(zhì)不受影響；
3、能夠處理各種形狀復(fù)雜的材料表面；
4、它是一種干式工藝，省去了傳統(tǒng)化學(xué)工藝中必不可少的烘干、廢水處理等工序，節(jié)省能源，無(wú)公害；
5、具有較強(qiáng)的殺菌作用。

近年來(lái)，等離子體處理技術(shù)在生物醫(yī)用材料表面改性方面取得了廣泛的應(yīng)用，其主要范圍有：

1、采用等離子束、離子束和濺射刻蝕等物理方法可使材料表面粗糙化化，粗糙的表面有利于細(xì)胞的粘附，從而改善材料的生物相容性；
2、利用氧氣、氬氣等氣體處理可增加材料的表面親水性，同時(shí)對(duì)有機(jī)單體的等離子聚合，可在材料表面接枝親水性高分子鏈，也有利于改善材料的親水性，從而大幅度提高細(xì)胞的附著力；
3、利用SO₂氣體處理材料表面，或用N₂/H₂等離子體在材料表面引入氨基，并將氨基用碘甲烷極化后，在表面結(jié)合肝素等抗凝血材料，可改善材料表面的抗凝血特性；
4、由于等離子體處理可使材料表面形成薄薄的交聯(lián)層，因此通過(guò)對(duì)微膠囊的等離子處理能夠在微膠囊表面形成一個(gè)高度交聯(lián)的屏障膜，從而可以在較窄的范圍能調(diào)節(jié)藥物的擴(kuò)散釋放速度；
5、通過(guò)等離子體表面接枝或引入功能性基團(tuán)可以為酶或抗體等生物分子和支持基材之間形成共價(jià)鍵提供一個(gè)簡(jiǎn)便有效的途徑，從而可以制備診斷性生物傳感器；
6、利用等離子技術(shù)對(duì)膜材料的改性可以減少化學(xué)阻力，改善化學(xué)選擇性和孔徑的大小等，實(shí)現(xiàn)膜材料的高度選擇滲透性；
7、等離子體放電產(chǎn)生的高能活性種具有消毒滅菌的作用，其最能方便應(yīng)用的潛在市場(chǎng)是表面處理和消毒滅菌的同步性。

由于等離子體技術(shù)所用的能量低，改性層被嚴(yán)格限制在材料表面，對(duì)材料本體性能的影響小，改性條件容易改變和控制等，因此被廣泛用于生物材料的表面改性。目前常用的等離子體有O₂、NH₃、N₂等反應(yīng)性氣體以及帶有特定官能團(tuán)的單體。在這些等離子體的作用下，材料表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)或組成發(fā)生變化，生成對(duì)細(xì)胞的粘附和生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用的基團(tuán)。