生物医用材料低温等离子体表面改性

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-03-21

生物医用材料不但要具有良好的力学性能和生物化学性能，还必须具有优异的生物相容性，即植入物与人体界面之间不会产生有害反应，包括血液反应、组织反应和免疫反应等。目前使用的各种生物医用材料中，没有一种能完全满足临床使用的各项要求。材料植入人体后，直接也是最先与组织、细胞接触和作用的是材料表面。因此，材料表面性质相当重要，它将影响细胞吸附、增殖、分化等一系列反应。

表面改性是一种只改变材料表面特性而不影响材料整体的方法，它分两种形式一是改变材料表面的化学成分或结构二是在原材料表面形成另外一层物质来达到改变其特性的目的。改性后的表面一般呈现“生物惰性”或“生物活性”，具有更好的生物相容性、抗腐蚀性、耐磨性等。为了满足临床的需要，现已发展出了各种生物医用材料的表面改性方法，可分为机械法、物理方法和化学方法。

低温等离子体表面改性

等离子体是气体经电离产生的大量带电粒子离子、电子和激发态的中性粒子原子、分子所组成的体系，因其总的正、负电荷数相同，故称为等离子体，为物质的第四态—等离子体态。等离子体分为高温等离子体和低温等离子体，一般等离子体表面工程用的是低温等离子体。低温等离子体表面改性作为一种经济有效的表面加工技术在生物医学领域显示出了巨大的优越性，世纪七八十年代起，等离子体表面改性开始蓬勃发展，目前已经形成一个独立的研究方向。

低温等离子体是指在直流电弧放电、辉光放电、微波放电、电晕放电、射频放电等条件下所产生的部分电离气体，其中由于电子质量远小于离子的质量，故电子温度可以远高于离子温度，离子温度甚至可以与室温相当。在低温等离子体中包含有多种粒子，除了电离产生的电子和离子外，有大量的中性粒子如原子、分子和自由基等。这些粒子之间的相互作用非常复杂，有电子一电子、电子一离子、离子一离子、离子一中性分子和中性分子一中性分子等。在这样一个复杂和充满化学活性的体系中，等离子体与基片材料表面之间常可以产生一些在普通情况下难以完成的化学过程。

低温等离子体表面改性具有如下特点良好的可靠性、重现性、非线形以及低成本，可以应用于各种形状的金属、聚合物、陶瓷以及复合材料伪在等离子体辅助作用下易于产生活性成分，引发在常规化学反应中不能或难以实现的物理变化和化学变化可对生物医用材料和器械表面进行消毒处理工艺简单、操作方便、易于控制、对环境无污染。用于生物医用材料表面改性的低温等离子体表面改性主要包括等离子体溅射沉积、等离子体注入、等离子体聚合、等离子体接枝、等离子体喷涂等。迄今为止，采用等离子体表面改性技术的医用植入材料和器械主要包括整体关节替换、人工骨、牙科植入体、人造心脏阀、血管支架、人造血管、眼内透镜、人造角膜和人造导管等。其主要目的是减小摩擦阻力，提高生物相容性，增进生物活性和生物惰性、强化抗腐蚀性等。