等離子處理提高聚乳酸材料生物相容性

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：2023-08-28

聚乳酸材料是一種應(yīng)用廣泛的可降解的組織工程支架材料,但是由于其表面親水性差,影響了細(xì)胞的黏附和生長。，為了提高聚乳酸材料表面的細(xì)胞相容性，可以采用氨等離子技術(shù)進(jìn)行表面處理。

生物材料的表面性質(zhì)對細(xì)胞的黏附、鋪展、增殖、分化、功能表達(dá)有很大影響。細(xì)胞在識別材料表面時,可響應(yīng)微納米尺度的表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),產(chǎn)生接觸引導(dǎo)。很多實驗證明,對聚合物材料表面進(jìn)行處理,引入特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)后,可增加細(xì)胞的黏附和增殖。聚L-乳酸材料是一種應(yīng)用廣泛的、可降解的組織工程支架材料,但是由于其親水性差,并且材料表面缺少細(xì)胞識別位點,影響了細(xì)胞在其表面上的黏附和生長。低溫等離子體技術(shù)是材料表面改性中一種工藝簡單但非常有效的方法,可以使高分子表面產(chǎn)生活性基團(tuán)而達(dá)到表面改性的目的,因而在生物醫(yī)用材料中有著廣泛的應(yīng)用。

等離子體是由大量帶電粒子組成的非束縛態(tài)宏觀體系，它與固體、液體、氣體一樣，是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài) 。從聚集態(tài)的順序上說，它排在第四位，所以也叫做物質(zhì)的第四態(tài)。等離子體表面改性是物理、化學(xué)以及光化學(xué)各種因素共同作用的結(jié)果。氨等離子是一種有效的生物材料表面處理技術(shù),能夠極大地改善成骨細(xì)胞在聚乳酸表面的相容性。

等離子處理提高聚乳酸材料生物相容性原理

PLLA是一種典型的結(jié)晶高分子,在原子力顯微鏡下觀察,也呈現(xiàn)出典型的球晶結(jié)構(gòu)。每個球晶都表現(xiàn)出捆束狀的晶體形貌,是由許多徑向發(fā)射的晶束從一個中心向四面八方生長而成的一個球狀的多晶聚集體。這些晶束的尺寸在納米尺寸,經(jīng)過氨等離子處理后,晶體間的無定型結(jié)構(gòu)首先發(fā)生蝕刻現(xiàn)象,隨著作用功率的增加,逐漸產(chǎn)生大小比較均一的孔洞結(jié)構(gòu),最終產(chǎn)生納米尺度的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。研究表明,這種結(jié)構(gòu)可以引導(dǎo)細(xì)胞在其上的黏附、鋪展和增殖。

與此同時,通過XPS實驗分析,經(jīng)氨等離子處理后的PLLA膜表面引入了親水的氨基基團(tuán);同時,高能量的轟擊使得PLLA表面部分分子鏈斷裂,產(chǎn)生一些新的羥基和羧基等親水基團(tuán),使得PLLA表面的親水性增加。
經(jīng)氨等離子體處理,PLLA膜的表面形貌發(fā)生明顯變化,產(chǎn)生了納米尺度的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),同時又引入了親水性的氨基，氨等離子處理后的PLLA膜表面對細(xì)胞在材料上的黏附和生長有明顯的促進(jìn)作用,能夠更快地進(jìn)入正常的細(xì)胞分裂增殖周期。