生物材料表面低温等离子清洗和等离子表面处理----

  在电子制造业和表面科学中,使用非沉积气体的等离子体辐射作表面清洗已有多年。等离子体处理用于去除表面的接触污染,消除溅射留下的残渣,减小表面吸附。

  一般辉光放电等离子清洗方法是将材料置于部分电离的气体中,用低能离子和电子去轰击材料表面。轰击的能量取决于功率、射频或直流电流等放电的特性和被清洗物质的性质(如是否绝缘或导电)。例如氧气放电产生的离子和电子轰击材料表面,不仅表面可以释放杂质,而且表面存在的有机物可以被氧化生成挥发性物质,从而达到清洗的目的。氩等离子体清洗对某些材料在相当长的一个时期内能有效地减少有机物污染。等离子体清洗与常规清洗技术相比,它能有效去除碳的污染,并且对材料本身性质的影响也较小。经等离子体清洗过的材料从真空室取出时,需防止二次污染,并且要特别注意检测表面化学性质的变化。

  生物材料的表面在植入体内之前进行等离子体清洗,并检验它与生物体的反应。例如半导体锗(Ge)和一种钴铬钼(Co-Cr-Mo)合金与金属钽(Ta)经等离子体清洗之后在兔的背部作皮下植入和在猴的某组织内植入时都显示良好的组织反应,如增强细胞结构、减少纤维细胞的碎片、减少免疫反应等,等离子体清洗的玻璃环植入狗的下腔静脉时仍能保持洁净和舒展,在其肾和肺部都没有发现血栓。

  消毒是指利用物理或化学的方法使病原体及其孢子失活,灭菌则是指杀死一切细菌及其孢子。等离子体环境的有效杀菌性质早已为人所知。等离子体消毒应用于生物材料制造、外科医用材料和器件、食品加工和生物技术。与普通消毒方法如加热、加压、辐射相比,等离子体消毒技术有其独特之处,它非常适用于那些对高温和辐射敏感的材料,它不会引起材料大范围的温度变化,也可以杀灭那些抗辐射的细菌,还可用于那些预先包装的物品,且可省去某些物理消毒方法必要的充气时间。现代医用设备中使用的许多聚合物材料高温消毒时会引起严重的化学或形态学变化,可能导致表面结构的改变,从而破坏这些被消毒品的功效。并且,许多生物降解性材料不能用高压灭菌,因为降解过程可能被高温高压激活,聚合物主要成分会被降解。γ射线消毒虽然不会产生大的温度变化,可用于预先包装的物品的消毒,但是它会在聚合物中产生交键而引起降解反应,并且由于抗射线菌的存在,有时照射剂量需要加大,时间也要延长。乙烯氧化物,如乙醇、乙醛长期以来广泛用于消毒是因为它可在室温下使用而且有效,但它有毒性和易渗透进入聚合物。例如,乙烯氧化物在消毒时扩散进入人造晶状体,移植之后它又释放出来可能引发病人的炎症反应。因等离子体可显示气相消毒的优势并排除毒性影响,故很适合于实际应用,而且,鉴于经等离子体处理的人造晶状体可减少植入过程中对角膜上皮细胞的损伤,前期处理和消毒可一步实现。在射频等离子放电中使用的气体包括空气、氩气、卤素、氧气和醛类等都可以有效地杀菌,并且不会对材料本身的性质造成多大的影响。


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