Modifikace polymerních materiálů pomocí atmosférického plazmatu pro biolékařské aplikace

Abstract

Polymerní materiály jsou aplikačně zajímavé díky svým objemovým vlastnostem, mezi které patří teplotní odolnost, dlouhá životnost, vysoká pevnost, nízká měrná hmotnost, průhlednost a chemická odolnost, ale také díky relativně nízké ceně. Jejich nevýhodou je nízká povrchová energie, která má za důsledek špatnou adhezi nanášených vrstev a obtížné ukotvení biomolekul. Jednou z aplikačně zajímavých možností jak zvýšit povrchovou energii je modifikace povrchu polymeru pomocí atmosférického plazmatu. V našem případě jsme zvolili polymer poly(ether ether keton) a pro generaci plazmatu jsme využívali dielektrický bariérový výboj generovaný za atmosférického tlaku ve vzduchu. Zkoumali jsme složení plazmatu pomocí optické emisní spektroskopie a pro ověření použitelnosti tohoto zdroje plazmatu jsme změřili teplotu, na kterou plazma zahřívá opracovávaný polymer. Následně jsme určili změny v morfologii, chemickém složení a povrchové energii povrchu polymeru po opracování plazmatem. Ověřili jsme, že jeho povrchová energie roste s rostoucím zastoupením polárních funkčních skupin na povrchu polymeru a že plazma vyvolává změny v morfologii povrchu studovaného polymeru. Podařilo se určit i rychlost leptání polymeru plazmatem v závislosti na dodaném výkonu. Zjistili jsme, že při opracování nedochází ke změně optických...

Polymeric materials are thanks to their advantageous volume properties and due to their relatively low price interesting for various applications. However, the possible use of common polymers is hampered by their low surface energy that leads to poor adhesion of subsequent coatings and limited ability to bind biomolecules. One of the strategies to increase the surface energy is modification of polymer surface by atmospheric plasma. In this study, we have investigated effect of atmospheric pressure dielectric barrier discharge generated in air on poly(ether-ether-ketone). We estimated plasma composition by optical emission spectroscopy as well as monitored temperature of the polymer during the treatment in order to verify applicability of this plasma source. Subsequently changes in morphology, chemical composition and surface energy of polymeric samples after the plasma treatment were determined. We proved that surface energy increases with increasing surface density of polar functional groups and that plasma causes changes in morphology of the studied polymer surface. We determined the etching rate of poly(ether-ether-ketone) in dependence on the supplied power. Optical properties remained unchanged indicating that also volume properties were not affected by plasma. Finally we tested the binding of...