11111111低温等离子体表面改性技术在金属生物材料中的应用进展

等离子体

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低温等离子体表面改性技术在金属生物材料中的应用进展/杨隽等

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低温等离子体表面改性技术在金属生物材料中的应用进展 杨隽 汪建华。童身毅。。 (中国科学院等离子体物理研究所, 1合肥 2 0 3;武汉化工学院材料科学与2程学院, 30 12 1 2武汉 4 0 7 ) 3 0 3 摘要关键词介绍了低温等离子体表面改性技术和金属生物材料的主要特性,述了低温等离子体在金属生物材料概低温等离子体金属生物材料表面改性

表面改性中的应用进展,出了等离子体改性中存在的主要问题,对今后的研究和应用进行了展望。提并

Pr gr s f Co d— a m a Te h qu s o r a e M o f c i n o e s o l Pl s c ni e f Su f c di i ato Ap i d t e a lc Bi m a e i l ple o M t li o t ra s

YANG u。 W ANG in u。 TONG h n i J n’ Ja h a S e y。 ( I s iu e o l s y i s 1 n tt t fP a ma Ph s c,Ch n s a e y o ce c s i e e Ac d m fS in e,He e 2 0 3; fi 3 0 1 2 S h o fM a e i l c e c n g n e i g,W u a n tt t fCh mia c n l g c o lo t ras S i n e a d En i e rn h n I s i e o e c lTe h o o y,W u a 3 0 3 u h n4 0 7 )

Abs r t t ac

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Ke r y wo ds

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低温等离子体是指部分或全部离子化的气体,电子、包括离子,包括自由基和光子等高能活性成分。还通常在等离子体聚合 或等离子体改性中使用的是辉光放电。在低温等离子体中电子和离子的能量状态往往用电子温度 T和离了温度 T表示。当 高温电子在常温或接近常温的气体中飞行时,电子温度与离子温度间的平衡关系不成立, T》T,即 因此低温等离子体又称为非平衡态等离子体。低温等离子体可兼备使分子、原子有效激发并保存物质分子不被损伤的特色;材料表面性能改善的同时,体性能不受影响;基通过适当选择形成等离子体的气体种类和等离子体化学条件 .能够对材料表面层的化学结构和物理结构进行目的性改性,且能够实现传统化学反应所不能实现的而反应。2纪 8代以来, 0世 0年低温等离子体表面改性技术迅速发展,在金属生物材料的表面改性方面引起了广泛关注 _。 2]金属生物材料是指能植入生物体内或能与生物组织相结合的材料,主要用于对人体某些组织和器官的加固、修复和替代 . 它包括医用不锈钢、医用磁性合金、医用钴合金和形状记忆合金

法属湿法,工艺操作较复杂,且需要使用对人体和环境都有污而染的化学试剂。与其相比,低温等离子体技术属干法工艺,有具操作简便,易于控制,处理材料所需时间短,环境污染的优点,无 并且对材料表面的作用只涉及数百纳米,基体性能不受影响。在金属生物材料表面改性方面开创了一条新的途径,生物医学在领域已受到越来越多的重视。

1低温等离子体对金属生物材料表面改性的 应用 低温等离子体对金属生物材料表面改性的应用主要可以分为:

改善生物相容性,固定生物活性大分子和提高金属的抗生理 腐蚀性能 3大类。

1 1改善生物相容性 . 当把金属材料植入生物体内时,须满足生物相容性的要必求。生物相容性是指材料与血液和组织相互适应的程度。金属在生物材料表面接枝聚合亲水性的功能团改善材料表面性能是目 前最受重视的金属生物材料表面改性方法,主要应用于提高材料的生物相容性和对活体细胞的生长诱导性,使其具有更优良 的生物活性 _。 4]

等。金属生物材料应具有较好的力学性能和功能特性,将其植在 入生物体内时,应满足生物相容性的要求,还避免生物体对材料

产生排斥反应 .以及材料对生物体产生不良反应。 金属生物材料用于生物体内时,由于生理环境的腐蚀可造成金属离子向周围组织扩散,从而导致毒副作用及植入失效_。 3]而植入材料和生物体的相互作用仅在表面几个原子层处,因此可对金属材料进行表面改性,材料的金属特性与表层生物活使性更好地结合起来,为金属生物材料的应用打下良好的基础。 金属生物材料表面改性方法包括化学和物理方法。化学方

1 1 1金属基体上接枝无机物 . . 钙磷是骨组织的基本成分,金属植入体表面沉积一层 C— aP物或羟基磷灰石 ( A) H层可以有效地提高其与骨组织的相容性和成骨诱导性。可用等离子体喷涂 ( S方法进行改性。 P C) 利用电极间的高电势差产生电弧放电 ( 0 0 C)将电>1 0 0。,

*国家自科学基金资助项目(9701杨隽:,然 1927 ) 女副教授,主要从事生物材料等离子体表面改性研究通讯地址: 武汉化工学

院材料秤学与_ ̄ T _

(303 Em icuh@pbcw .bc. 407)— a: ne ul. hh. lh i n

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