生物醫(yī)用材料低溫等離子體表面改性

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：2023-03-21

生物醫(yī)用材料不但要具有良好的力學(xué)性能和生物化學(xué)性能，還必須具有優(yōu)異的生物相容性，即植入物與人體界面之間不會產(chǎn)生有害反應(yīng)，包括血液反應(yīng)、組織反應(yīng)和免疫反應(yīng)等。目前使用的各種生物醫(yī)用材料中，沒有一種能完全滿足臨床使用的各項要求。材料植入人體后，直接也是最先與組織、細胞接觸和作用的是材料表面。因此，材料表面性質(zhì)相當(dāng)重要，它將影響細胞吸附、增殖、分化等一系列反應(yīng)。

表面改性是一種只改變材料表面特性而不影響材料整體的方法，它分兩種形式一是改變材料表面的化學(xué)成分或結(jié)構(gòu)二是在原材料表面形成另外一層物質(zhì)來達到改變其特性的目的。改性后的表面一般呈現(xiàn)“生物惰性”或“生物活性”，具有更好的生物相容性、抗腐蝕性、耐磨性等。為了滿足臨床的需要，現(xiàn)已發(fā)展出了各種生物醫(yī)用材料的表面改性方法，可分為機械法、物理方法和化學(xué)方法。

低溫等離子體表面改性

等離子體是氣體經(jīng)電離產(chǎn)生的大量帶電粒子離子、電子和激發(fā)態(tài)的中性粒子原子、分子所組成的體系，因其總的正、負(fù)電荷數(shù)相同，故稱為等離子體，為物質(zhì)的第四態(tài)—等離子體態(tài)。等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體，一般等離子體表面工程用的是低溫等離子體。低溫等離子體表面改性作為一種經(jīng)濟有效的表面加工技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域顯示出了巨大的優(yōu)越性，世紀(jì)七八十年代起，等離子體表面改性開始蓬勃發(fā)展，目前已經(jīng)形成一個獨立的研究方向。

低溫等離子體是指在直流電弧放電、輝光放電、微波放電、電暈放電、射頻放電等條件下所產(chǎn)生的部分電離氣體，其中由于電子質(zhì)量遠小于離子的質(zhì)量，故電子溫度可以遠高于離子溫度，離子溫度甚至可以與室溫相當(dāng)。在低溫等離子體中包含有多種粒子，除了電離產(chǎn)生的電子和離子外，有大量的中性粒子如原子、分子和自由基等。這些粒子之間的相互作用非常復(fù)雜，有電子一電子、電子一離子、離子一離子、離子一中性分子和中性分子一中性分子等。在這樣一個復(fù)雜和充滿化學(xué)活性的體系中，等離子體與基片材料表面之間?？梢援a(chǎn)生一些在普通情況下難以完成的化學(xué)過程。

低溫等離子體表面改性具有如下特點良好的可靠性、重現(xiàn)性、非線形以及低成本，可以應(yīng)用于各種形狀的金屬、聚合物、陶瓷以及復(fù)合材料偽在等離子體輔助作用下易于產(chǎn)生活性成分，引發(fā)在常規(guī)化學(xué)反應(yīng)中不能或難以實現(xiàn)的物理變化和化學(xué)變化可對生物醫(yī)用材料和器械表面進行消毒處理工藝簡單、操作方便、易于控制、對環(huán)境無污染。用于生物醫(yī)用材料表面改性的低溫等離子體表面改性主要包括等離子體濺射沉積、等離子體注入、等離子體聚合、等離子體接枝、等離子體噴涂等。迄今為止，采用等離子體表面改性技術(shù)的醫(yī)用植入材料和器械主要包括整體關(guān)節(jié)替換、人工骨、牙科植入體、人造心臟閥、血管支架、人造血管、眼內(nèi)透鏡、人造角膜和人造導(dǎo)管等。其主要目的是減小摩擦阻力，提高生物相容性，增進生物活性和生物惰性、強化抗腐蝕性等。