等離子體表面處理技術(shù)對硅橡膠表面親水性能的影響

文章出處：本站 | 網(wǎng)站編輯：深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-04-16

硅橡膠作為半無機(jī)高分子材料具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、生理惰性和組織相容性，其產(chǎn)品在人造器官、醫(yī)療器械、整容修復(fù)、藥物緩釋等生物醫(yī)用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但由于硅橡膠特殊的螺旋構(gòu)象，連接在Si原子上的非極性R基處于螺旋外側(cè)，使得硅橡膠分子具有較低的極性和表面能，整體上表現(xiàn)出疏水性。其在用作與人體組織器官接觸的材料時(shí)易與組織摩擦形成損傷，在植入部位形成包膜攣縮，造成長期發(fā)熱，給患者增添更多痛苦。此外，硅橡膠制備的植入或介入材料在與人體組織相接觸的過程中，細(xì)菌可能會(huì)通過各種渠道入侵，而硅橡膠的親水性被認(rèn)為是影響細(xì)菌在表面黏附和生長的重要因素。提升硅橡膠的親水性可以改善其與機(jī)體組織的親和性，進(jìn)一步提升其生物相容性。

采用表面改性技術(shù)可以通過特定的儀器或少量的改性劑實(shí)現(xiàn)對硅橡膠材料表面的親水改性，而對橡膠基體本身性能的影響較小。目前表面改性的實(shí)施方式主要有等離子體表面處理、親水涂層改性和化學(xué)接枝三類。

等離子體表面改性提升硅橡膠親水性

氣體被射頻、輝光、微波等放電裝置作用產(chǎn)生的電子激發(fā)成高能態(tài)時(shí)會(huì)產(chǎn)生部分電離，這種部分電離的氣體稱作等離子體，它由激發(fā)態(tài)的分子、原子、離子等與自由基和氣體原子組成，其中的高能粒子具有20ev以上的能量，遠(yuǎn)高于化學(xué)鍵的鍵能（10ev）。高能量的粒子作用于硅橡膠表面，可以引起化學(xué)鍵斷裂與重新組合，從而達(dá)到表面改性的目的。

使用等離子體技術(shù)可以直接或間接作用于硅橡膠表面從而引入各種極性基團(tuán)。直接法常使用NH3、O2、N2、AR或He等氣體源經(jīng)等離子體處理后與硅橡膠表面作用，不同氣體等離子體對提升硅橡膠表面親水性機(jī)理不同，使用NH3等離子體處理會(huì)在表面引入—NH2；O2則會(huì)在材料表面引入—OH和—COOH的混合物；而以He和Ar等惰性氣體為反應(yīng)介質(zhì)則在硅橡膠表面引入大量自由基，自由基暴露在大氣或氧氣條件下則會(huì)形成過氧化物和氫過氧化物。

等離子體表面處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)均勻改性硅橡膠表面而不受本體幾何形狀的影響，改性過程不使用溶劑，而且借助特定的等離子表面處理設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)快速、高效的改善硅橡膠表面親水性。