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等離子清洗機對金屬生物材料表面改性的應用主要可以分為:改善生物相容性,固定生物活性大分子和提高金屬的抗生理腐蝕性能3大類。
1、改善生物相容性:
當把金屬材料植入生物體內時,必須滿足生物相容性的要求。生物相容性是指材料與血液和組織相互適應的程度。在金屬生物材料表面接枝聚合親水性的功能團改善材料表面性能是目前受重視的金屬生物材料表面改性方法,等離子清洗設備主要應用于提高材料的生物相容性和對活體細胞的生長誘導性,使其具有更優良的生物活性。
2、金屬基體上接枝無機物:
鈣磷是骨組織的基本成分,金屬植入體表面沉積一層Ca-P物或羥基磷灰石(HA)層可以有效地提高其與骨組織的相容性和成骨誘導性。可用等離子體噴涂(PSC)方法進行改性。
利用電極間的高電勢差產生電弧放電(>10000℃),將電極周圍的氣體電離成等離子體,再以高速撞擊懸浮的表面改性物粉末使之沉降于金屬表面。等離子噴涂是當前應用廣的沉積法。它能在基體與表面改性層之間提供很高的結合力,并能獲得覆蓋完整的涂層(4O~54m)。用這種工藝形成的涂層在體液中能迅速形核長大。但作為一個高溫過程,它存在著密度不均勻、結構不一致、結合強度變化幅度大等缺點,并且在噴涂過程中羥基磷灰石會發生分解,從而有可能導致在體液環境下的脫溶現象。對此,噴涂后還需再進行一次熱處理或蒸氣浴,以改善HA涂層的成分與結構。如將噴涂后的制品在蒸氣壓力為O.15MPa、溫度為125℃的水蒸氣環境中做6h蒸氣浴,便可使大部分非晶態HA相轉變成晶態,而且噴涂時產生的其他分解產物也會恢復為晶態HA相,使涂層的穩定性得以提高一結晶態的羥基磷灰石涂層具有很好的穩定性,但相對于無定形態的羥基磷灰石涂層,由于其表面致密度的提高。同時也減損了它的成骨誘導性。因此,在實際制備過程要根據材料的具體使用要求進行取舍,選擇適合的工藝條件。
等離子清洗機對PEEK材料處理的侵蝕和粗化作用
使用等離子清洗機對PEEK材料進行處理,等離子體中的粒子會與PEEK材料發生撞擊,引起的濺射侵蝕,并且等離子體中的化學活性物質也會對PEEK材料表面進行化學侵蝕。
在濺射侵蝕的過程中,由于侵蝕速率不同,PEEK材料表面會產生微細的凹凸,被濺射出來的物質又會在等離子體中受到激發分解成氣態成分,向材料表面逆擴散。因此,在侵蝕和重新聚合同時作用下,在PEEK材料表面會形成大量突起物,等離子清洗機實現表面粗化,增大了粘結的接觸面積,改善粘結性能,提升產品質量,保障醫用臨床使用中的安全性和可靠性。
等離子清洗機提升PEEK材料的親水性和生物相容性
PEEK材料化學性質不活潑,表面親水性差,使用等離子清洗機對其進行處理,可以與材料表面發生多種物理和化學變化,除侵蝕作用外,還能夠在材料表面形成致密的關聯層,以及在材料表面引入極性基團,改善PEEK材料的親水性和生物相容性。