低温等离子体对医用材料的表面处理

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：2023-08-15

低温等离子体对材料表面的处理广泛应用于工业、航空航天、环境科学、生物学及医药学等领域。本文根据低温等离子体对材料，尤其是医用材料所进行表面处理的性质的不同，将材料分为两类：高分子材料的表面处理、金属及无机材料的表面处理，探究低温等离子体对不同种类的材料表面性质的影响。

低温等离子体对医用高分子材料的表面处理

高分子材料是以高分子化合物结合助剂所构成的材料。高分子材料尤其是医用高分子材料表面的润湿性、生物相容性对材料的性能起关键性的作用。低温等离子体通过在高分子材料表面引入-OH、-NH2、-COOH等基团，并将材料表面的高分子链打破，将这些活性官能团嫁接在新的分子链上，，使材料表面的润湿性增加，水接触角角度减小，从而改善高分子材料的表面性能。

低温等离子体处理不同材料是产生了不同的效应，而且不同种类的等离子体所产生的效应也不同。大多数的低温等离子体引入含氧官能团之后，都会使材料表面变为亲水表面，但是如果在材料表面引入含氟气体的等离子体，材料表面将发生氟化，此时材料表面的疏水性就会提高。以上都体现出了等离子体作用的多样性。

有人研究了低温等离子体处理对聚醚醚酮（PEEK）修复体与树脂粘接剂结合强度的影响，结果表明经过氮气等离子体处理之后,PEEK表面引入了含氮基团,与粘接剂形成了更牢固的化学结合力；官能团的引入同样提高了材料表面的亲水性，所以粘接剂中的分子与材料中的分子实现了更紧密的接触，PEEK与树脂粘接剂之间的粘接强度得以提高。

低温等离子体对医用金属及无机材料的表面处理

低温等离子体也是金属材料表面改性的有效方法。例如，金属支架在治疗冠状动脉疾病中得到广泛应用，但因为金属支架表面自由能高，促进血小板凝集，远期易沉积血栓。在金属支架表面用SO2等离子体处理，结果表明处理后接触角下降，金属材料亲水性得以提高。而纤维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。

金属镁及其合金是生物组织工程中理想材料，原因是镁可以生物降解，避免了二次手术，而且承重力强。但是镁易被污染，污染后无疑将降低其生物相容性。有学者用氩气和氨气低温等离子体处理金属镁的表面，发现低温等离子体可以使有机污染物中的C—H键断裂，高效清除污染物，提高其生物相容性，为金属镁在组织工程中的进一步应用提供了条件。

在低温等离子体中，电子温度远高于离子温度,离子温度接近常温，其中存在的大量活性粒子使很多反应在室温下进行成为可能，其在进行材料的表面改性过程中，不仅能清洁材料表面，极大降低污染程度，还能在表面引入活性官能团如-COOH、-C=O、-OH、-NH2，提高了材料表面的润湿性和表面能，且处理效率高、能耗低，但对材料基本性能不产生影响，非常适合生物医用材料的表面处理。