生物醫(yī)用材料系列生物醫(yī)用材料表面改性

1、生物醫(yī)用材料系列生物醫(yī)用材料表面改性內(nèi)容：外表形貌與生物相容性生物醫(yī)用材料外表修飾等離子體外表改性等離子體注入外表改性外表涂層與薄膜合成法自組裝分子單層2生物材料長期或臨時(shí)與人體接觸時(shí)，必須充分滿足與生物體環(huán)境的相容性，即生物體不發(fā)生任何毒性、致敏、炎癥、致癌、血栓等不良生物反響.這些都取決于材料外表與生物體環(huán)境的相互作用?？刂坪透纳粕锊牧系耐獗硇再|(zhì)，是改善和促進(jìn)材料外表與生物體之間的有利相互作用、抑制不利的相互作用的關(guān)鍵途徑。 3影響材料與生物體之間的相互作用的因素有： 生物材料外表的成分、構(gòu)造、外表形貌、外表的能量狀態(tài)、親疏水性、外表電荷、外表的導(dǎo)電特征等外表化學(xué)、物理及力學(xué)特性 41.

2、 外表形貌與生物相容性 生物材料的生物相容性與材料的外表形態(tài)密切相關(guān)。 (1)平整光潔的材料外表： 與組織接觸后，周圍形成一層較厚的與材料無結(jié)合的包囊組織。由成纖維細(xì)胞平行排列而成，容易形成炎癥和腫瘤。 (2)粗糙的材料外表： 促使細(xì)胞和組織與材料外表附著和嚴(yán)密結(jié)合。粗糙外表對(duì)于細(xì)胞、組織的作用并不完全是增加接觸面積，而是粗糙外表擇優(yōu)粘附成骨細(xì)胞、上皮細(xì)胞。 5“接觸誘導(dǎo)(contact guidance)作用 即細(xì)胞在材料外表的生長形態(tài)受材料外表形態(tài)的調(diào)控，例如平行犁溝狀外表 成纖維細(xì)胞沿溝取向生長。已發(fā)現(xiàn) 上皮細(xì)胞、 成纖維細(xì)胞、 神經(jīng)軸突、 成骨細(xì)胞等均存在“接觸誘導(dǎo)效應(yīng)。6 在隨后的組

3、織生長過程中，材料的外表粗糙度為1um3um時(shí)，顯著促進(jìn)細(xì)胞在材料外表的附著和生長，降低包囊組織的厚度， 更粗糙和更光滑的外表那么無此效應(yīng)。這種作用與材料性能無關(guān)。 7對(duì)于與骨接觸的醫(yī)用生物材料 與骨接觸的材料外表具有一定粗糙度可促進(jìn)骨與材料的接觸，可顯著促進(jìn)礦化作用。 從增加界面結(jié)合性能的角度考慮，假設(shè)植入外表多孔，如多孔的金屬人工關(guān)節(jié)、多孔的陶瓷人工骨外表存在將顯著促進(jìn)組織長入，當(dāng)孔徑超過100um時(shí)有利于形成骨芽細(xì)胞和骨組織長入。 但是需要考慮多孔構(gòu)造對(duì)材料力學(xué)強(qiáng)度的影響，尤其是對(duì)疲勞性能的不利影響。 8對(duì)于與血液接觸的醫(yī)用生物材料 一般要求材料的外表應(yīng)盡可能光滑。 因?yàn)楣饣耐獗砼c粗糙

4、的外表相比，產(chǎn)生的激肽釋放酶少，從而使凝血因子轉(zhuǎn)變較小。9 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多孔外表有促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞生長的作用聚四氟乙烯人工血管內(nèi)腔有許多6090um的小孔 內(nèi)皮細(xì)胞均勻覆蓋血管內(nèi)腔 良好抗凝血效果。外表孔徑降低為1030um 內(nèi)皮細(xì)胞局部覆蓋 抗凝血效果降低。 但是內(nèi)外表多孔人工血管長期使用時(shí)易于破損、失效率較高，這個(gè)問題還有待解決。 10控制材料外表的粗糙化主要有以下方法： 用精細(xì)的機(jī)械加工方法在材料外表加工出約500um尺寸的螺線、臺(tái)階和孔等。用微機(jī)械和微刻蝕技術(shù)獲得3um10um深度且距離和形狀均可準(zhǔn)確控制的粗糙外表；用等離子體噴涂復(fù)型方法及離子束轟擊方法，能獲得準(zhǔn)確的外表顯微形貌。? 11組織

5、工程對(duì)高分子支架及材料的要求12孔徑和形態(tài) 13(左材料外表的拓?fù)錁?gòu)造右材料外表的生物特異性識(shí)別14研究現(xiàn)狀和方向現(xiàn)狀:已建立材料外表形貌與細(xì)胞、組織黏 附行為之間的關(guān)系；方向從分子水平上研究材料外表形貌對(duì)細(xì)胞形態(tài)與功能的影響；研究材料外表形貌對(duì)基因表達(dá)的影響。152 .生物醫(yī)用材料的外表修飾 材料外表修飾是材料改性最直接方法。 作為人體的一局部，正常人體器官充分參與了人體系統(tǒng)的物質(zhì)、能量及信息交換，因而能被人體系統(tǒng)自然地承受和調(diào)控。 作為植入體的人工器官那么難以完全實(shí)現(xiàn)上述各種形式的物質(zhì)交換，容易被人體系統(tǒng)視作異物，因而產(chǎn)生各種排斥反響。16外表修飾定義： 在對(duì)生物醫(yī)用材料與生物體相互作用認(rèn)

6、識(shí)的逐漸深入，尤其是對(duì)分子水平上的信息傳遞與識(shí)別的逐漸了解的根底上，設(shè)計(jì)和制備出具有類似于生物體的外表構(gòu)造，通常將這類工作稱為外表修飾。目的： 研究制作能夠防止被體系識(shí)別為異物的人工器官。17進(jìn)展外表修飾的幾種方法： (I)種植內(nèi)皮細(xì)胞 理論依據(jù)：正常血管的血管壁外表內(nèi)皮細(xì)胞層，是維持血管外表不發(fā)生凝血的重要組織。種植了內(nèi)皮細(xì)胞的人工血管具有抑制血小板激活的作用。內(nèi)皮細(xì)胞化的人工血管比純?nèi)斯ぱ茚尫?-羥色胺要少得多。這是由于內(nèi)皮細(xì)胞釋放的一些低分子物質(zhì)如托品因、腎上腺素、前列腺素等具有可抑制凝血因子、血小板等的功能。 18技術(shù)要點(diǎn)和方法： 內(nèi)皮細(xì)胞在人工血管外表有效地粘附，是決定內(nèi)皮細(xì)胞種植

7、技術(shù)成功的重要因素。 常采用融合法進(jìn)展內(nèi)皮細(xì)胞種植。 將從自體獲得的內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)、繁殖23代 與血液混合，注入人工血管腔內(nèi) 在37、50CO2及旋轉(zhuǎn)條件下培養(yǎng)3h 細(xì)胞培養(yǎng)液融合培養(yǎng)710天 內(nèi)皮細(xì)胞在材料外表融合成單層 進(jìn)展外科植入手術(shù)，可保證種植的內(nèi)皮細(xì)胞粘合結(jié)實(shí)。 另外在人工血管外表預(yù)涂纖維蛋凝膠、纖維連結(jié)素或碳膜等，也均可增加內(nèi)皮細(xì)胞種植的結(jié)實(shí)性。19內(nèi)皮細(xì)胞種植方法用途：人工血管；生物心臟瓣膜，使瓣膜抗退化能力提高。 20 內(nèi)皮細(xì)胞化研究的熱點(diǎn)： 怎么樣獲得結(jié)合結(jié)實(shí)的、均勻覆蓋的單層內(nèi)細(xì)胞層，以減少因基質(zhì)的暴露而導(dǎo)致的血栓。 解決種植方法的一些局限性如：從自體獲得的細(xì)胞數(shù)量有限內(nèi)皮細(xì)

8、胞的體外種植時(shí)間較長存在潛在的污染威脅等21(II)涂布白蛋白涂層 理論依據(jù)： 材料與血液接觸時(shí)首先是材料外表吸附血漿蛋白。蛋白質(zhì)吸附層的組成與構(gòu)象決定了材料的血液相容性行為。外表吸附層主要是纖維蛋白原或球蛋白并且蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變 激活凝血因子與血小板 凝血級(jí)聯(lián)反響而形成血栓。外表吸附層主要是白蛋白時(shí)，可以防止凝血的發(fā)生。 22 因此，用白蛋白涂層或改善材料的外表構(gòu)造的方法，使材料選擇性地吸附白蛋白涂層來提高材料的血液相容性，就成為重要的研究內(nèi)容。 23 白蛋白在材料外表的結(jié)合狀態(tài)是白蛋白可否發(fā)揮作用的關(guān)鍵。 物理吸附法獲得的白蛋白涂層結(jié)合力較差，在與血液接觸中容易與其他蛋白質(zhì)發(fā)生交換作用

9、，從而使抗凝血性能逐漸下降。24共價(jià)接枝方法能使材料外表形成的白蛋白層與基體之間有很高的結(jié)合能力?？梢允共牧贤獗硌“宓恼掣搅肯陆?個(gè)數(shù)量級(jí)，甚至可以到達(dá)無血小板粘附，且白質(zhì)白層的穩(wěn)定性遠(yuǎn)大于物理吸附。 伽馬輻射可以促進(jìn)白蛋白在材料外表的共價(jià)接枝。 25(III)聚氧化乙烯外表接枝 理論依據(jù)： 有報(bào)道指出，材料外表具有一端懸掛的長鏈構(gòu)造是其具有良好血液相容性的一個(gè)條件。這種構(gòu)造可以維持血液中血漿蛋白的正常構(gòu)象。 26 聚氧化乙烯PEO是具有重復(fù)單元的大分子鏈，末端基團(tuán)可以是羥基，也可能是甲氧基團(tuán)。PEO具有良好的血液相容性，是因?yàn)槠渌系膽覓扉L鏈影響血液與材料界面微觀的動(dòng)力學(xué)環(huán)境，使血漿蛋白與

10、材料間的相互作用降低，阻礙血漿蛋白的吸附及構(gòu)象變化。27PEO的懸掛長鏈構(gòu)造還被有效地用于接枝肝素。將肝素接枝到人工材料外表，只有當(dāng)肝素的一端與材料保持結(jié)實(shí)的化學(xué)鏈結(jié)合而不脫落且另一端保持活性及可移動(dòng)的性質(zhì)時(shí)，接枝肝素才能發(fā)揮作用。利用PEO的漂動(dòng)性，在PEO鏈端接枝肝素可以很好滿足上述條件。 28 肝素是人體血管內(nèi)皮上的粘多糖，其陰離子活性基團(tuán)可與血液中的凝血酶ATIII的陽離子基團(tuán)結(jié)合， AT-III與血液中的凝血酶形成無活性的復(fù)合體后可隨血液而去， 繼而肝素又可捕捉和復(fù)合新的凝血酶，從而使血液中的凝血酶失去活性而起到抗凝作用。肝素抗凝血作用機(jī)理29(IV)磷脂基團(tuán)外表 理論依據(jù)： 類磷脂

11、構(gòu)造的高分子材料外表如MPC具有強(qiáng)烈吸附血液中磷脂分子的作用。血液中的磷脂分子首先被吸附結(jié)合到材料外表，自組裝成單層完全覆蓋的類似生物體外表的磷脂層，從而使蛋白質(zhì)與材料外表的相互作用變?nèi)酰鞍踪|(zhì)與血細(xì)胞不被吸附和激活，阻礙了凝血過程的發(fā)生。 30 等離子是一種全部或局部電離的氣態(tài)物質(zhì)，含有亞穩(wěn)態(tài)和激發(fā)態(tài)的原子、分子、離子。 等離子體中的電子、原子、分子、離子都具有一定能量，可與材料外表相互作用，產(chǎn)生外表反響，使外表發(fā)生物理化學(xué)變化而實(shí)現(xiàn)外表改性。31 等離子體外表改性有三種類型：等離子體外表聚合等離子體外表處理等離子體外表接枝32(1)等離子體外表聚合 等離子體外表聚合是對(duì)有機(jī)氣態(tài)單體等離子體

12、化，使其產(chǎn)生各類基團(tuán)，這些活性基團(tuán)之間及活性基團(tuán)單體之間進(jìn)展加成反響而形成聚合膜。33 一般采用射頻或微波放電以獲得高離化率的等離子體。 氣體單質(zhì) 等離子體 射頻振蕩器作用自由電子碰撞鼓勵(lì)氫原子、自由基衍生單體等有很高化學(xué)活性參加各種反響受到荷能電子撞擊鏈增長在主鏈隨機(jī)位置產(chǎn)生自由基支化、交聯(lián)高度交聯(lián)的網(wǎng)狀構(gòu)造聚合膜34外表修飾方法(肖1、基底金屬 不銹鋼317L、 NiTi記憶合金2、單體乙烯 硫酸二甲酯、 亞磷酸二甲酯通過放電形成有機(jī)聚合膜含C、H、O 。35(2)等離子體外表處理 等離子體外表處理主要是用非聚合性的無機(jī)氣體產(chǎn)生的等離子體對(duì)高分子材料進(jìn)展處理。無機(jī)氣體施加射頻電場(chǎng)等離子體輻

13、射的紫外線、激發(fā)態(tài)氣體分子與高分子材料外表作用生成自由基團(tuán)外表導(dǎo)入各種功能團(tuán)材料外表潤濕性和外表張力發(fā)生顯著變化蛋白質(zhì)及細(xì)胞在材料外表的粘附行為變化材料的血液相容性和組織相容性變化36 等離子體外表處理會(huì)使高分子材料外表產(chǎn)生刻蝕和粗糙化。由于荷能離子撞擊材料外表引起刻蝕，而材料的晶體局部的刻蝕率不同，因此在材料外表會(huì)形成微細(xì)的凹凸形。射出來的物質(zhì)在等離子體場(chǎng)中受到鼓勵(lì)，又會(huì)向外表逆向擴(kuò)散，重新聚集在凸形頂端，結(jié)果形成大量突出物。37(3)等離子體外表接枝 等離子體接枝聚合的過程： 高分子材料等離子體外表處理產(chǎn)生活性基團(tuán)形成活性中心與氣相或液相單體接觸引發(fā)單體與基體外表進(jìn)展接枝聚合反響38 以聚

14、對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等為襯底材料，通過處理外表獲得含有大量聚氧化乙烯PEO基團(tuán)的薄膜，并隨著等離子電源功率的提高，PEO含量大增。對(duì)改性材料的蛋白質(zhì)吸附試驗(yàn)說明，材料外表的血漿蛋白吸附量大幅減少，說明血液相容性提高。 39 內(nèi)皮細(xì)胞在嵌段聚氨酯SPU外表種植困難。采用大氣成分的等離子體對(duì)嵌段聚氨酯外表進(jìn)展處理，作為內(nèi)皮細(xì)胞化的預(yù)處理。測(cè)試說明，經(jīng)等離子體預(yù)處理的內(nèi)皮細(xì)胞與SPU結(jié)實(shí)結(jié)合，而未經(jīng)等離子體處理的嵌段聚氨酯外表已不存在內(nèi)皮細(xì)胞。40 等離子材料外表改性還被用于在無機(jī)生物材料外表合成高分子薄膜，使材料兼?zhèn)浣饘倩蛱沾审w材料的性質(zhì)及高分子材料的外表性質(zhì)。 41等離子外表改性的優(yōu)點(diǎn)過程簡單本錢

15、低可大幅度改變材料的外表性質(zhì)42等離子體反響以及等離子體與材料外表相互作用過程復(fù)雜，目前對(duì)等離子體外表改性反響尚不完全了解，因而對(duì)它的控制也有待完善。等離子外表改性的缺點(diǎn)：43展望 今后，等離子體反響過程和材料外表狀態(tài)的原位診斷方面的開展，將會(huì)使該技術(shù)更加充分有效地在生物材料領(lǐng)域獲得應(yīng)用。44 由離子源產(chǎn)生離子，通過質(zhì)量分析器的磁偏轉(zhuǎn)作用對(duì)離子進(jìn)展選擇，只使一種質(zhì)量的離子通過，離子經(jīng)強(qiáng)電場(chǎng)或多級(jí)電場(chǎng)加速后由靜電透鏡聚焦，利用靜電掃描器掃描，轟擊樣品的外表，實(shí)現(xiàn)離子注入。4546 離子注入的特點(diǎn)是： 準(zhǔn)確地在材料外表預(yù)定深度注入預(yù)定劑量的高能量離子，使材料表層的化學(xué)成分相構(gòu)造和組織發(fā)生顯著變化，

16、以改變材料與生物體相互作用行為。 47 金屬材料如不銹鋼、鈷鉻鉬合金、鈦合金等主要是作為承受載荷的硬組織替代材料。它們長期與肌體的體液接觸，并承受周期性機(jī)械載荷作用，容易出現(xiàn)金屬腐蝕、磨損、疲勞等問題。 48不銹鋼矯形器件埋入體內(nèi)曾發(fā)生腐蝕失效問題；鈦合金人工關(guān)節(jié)與超高分子聚乙烯髕配付，經(jīng)100萬次人步行載荷后將產(chǎn)生的磨屑，這些磨屑與組織接觸將產(chǎn)生感染、組織壞死，而使植入物失效；鈷、釩等效金屬離子的溶出那么有致癌危險(xiǎn)。 因而需要大幅度提高金屬醫(yī)用生物材料的耐腐 蝕、耐磨損、耐疲勞等性能。49 從80年代起，許多研究都采用離子束方法來改善金屬生物材料的耐腐蝕、耐磨損、耐疲勞性能。 將氮離子、碳離

17、子注入金屬，在金屬表層數(shù)十至數(shù)百納米內(nèi)形成氮化物、碳化物。 當(dāng)?shù)x子注入深度、劑量到達(dá)一定值后，可以顯著提高鈦及其合金的耐磨性和抗疲勞性能。 碳離子注入對(duì)提高鈦及其合金疲勞壽命的效果比氮離子注入更加明顯。50 在人工關(guān)節(jié)配付中，通過離子注入方法使金屬關(guān)節(jié)球頭的耐磨損性能大幅度提高， 但對(duì)于改善髖臼超高分子聚乙烯配付的抗磨損性能研究相對(duì)較少。 在水溶液中的針盤摩擦試驗(yàn)說明，離子注入后高分子聚乙烯的磨損速度極低，說明用離子注入改善超高分子聚乙烯-金屬人工關(guān)節(jié)摩擦配付的抗磨損性能尚有較大潛力。 51 離子注入處理后的材料對(duì)生物體的影響 鈦及其合金經(jīng)氮離子注入后對(duì)兔的軟組織及骨的影響研究說明，氮離子注

18、入鈦合金可提高材料的抗血栓性能。 假設(shè)用Na+注入醫(yī)用硅橡膠，外表血漿蛋白粘附行為有顯著變化。 再用高能量、大劑量 He+、C+、O+、N+、Ar+、K+、Kr+、Na+等正一價(jià)離子分別注入。注入后材料外表血小板粘附率下降。尤其是經(jīng)O2+離子注入后，材料外表血小板粘附率下降明顯，主要原因是形成羰基團(tuán)和非晶碳。 52 離子注入也可以應(yīng)用在高分子材料外表改性領(lǐng)域。利用載能離子轟擊，使高分子材料外表的化學(xué)鍵斷裂，生成新基團(tuán)或功能團(tuán)，從而使高分子材料的外表能、外表極性、浸潤性等顯著變化，以影響高分子材料的生物相容性。 德國用離子注入方法進(jìn)展了鈦外表生物活性化研究 離子注入也被應(yīng)用于材料外表內(nèi)皮細(xì)胞固定

19、 用高能離子束轟擊可以改變材料外表的形貌53 在生物材料外表合成的薄膜涂層主要是陶瓷薄膜涂層和高分子薄膜涂層。前面已介紹了利用等離子體聚合來合成高分子薄膜，下面主要介紹生物陶瓷薄膜及外表涂層。 54(1)生物陶瓷涂層 自然骨中存在Ca、P元素組成的陶瓷，如羥基磷灰石HA占骨成分的60%，因而人們進(jìn)一步用HA作為涂層材料進(jìn)展等離子體噴涂。體內(nèi)埋植試驗(yàn)說明，羥基磷灰石涂層可以強(qiáng)有力地促進(jìn)與骨的化學(xué)結(jié)合，具有相當(dāng)高的生物相容性，因而進(jìn)展了廣泛研究并已應(yīng)用于臨床。 555657BAM系列羥基磷灰石涂層鈦基牙種植體 組合式螺旋狀種植體 圓柱狀HA涂層種植體 58存在問題 羥基磷灰石涂層的人工骨和人工關(guān)節(jié)

20、體在力學(xué)性能上仍有一些問題：涂層材料的強(qiáng)度和斷裂韌性較差，涂層與基體材料的結(jié)合力不夠高。 59將陶瓷強(qiáng)韌化原理引入羥基磷灰石涂層材料，在原料粉末中加氧化鋯，形成ZrO2陶瓷相增韌的HA涂層 采用激光熔覆方法可以獲得與基體高結(jié)合強(qiáng)度的HA涂層 解決方法60(2)低溫液相沉積 在室溫下,采用電共沉積方法在鈦外表沉積HA，將鈦材料作為陰極，電解質(zhì)溶液中含有硫酸鈷和HA粉末，使HA粒子懸浮于電解液中，在兩極間施加電流，鈦外表會(huì)形成由鈷包裹的HA外表鍍層。改變金屬鹽的種類可以獲得不同金屬和HA共沉積的外表層。 61 臨床研究發(fā)現(xiàn)，長期植入的鈦有一定的骨傳導(dǎo)作用。 原因是鈦外表自然形成數(shù)納米厚的氧化膜由銳

21、鈦礦構(gòu)造氧化鈦和非晶氧化鈦組成，低結(jié)晶度氧化鈦層使材料與生物介質(zhì)間產(chǎn)生化學(xué)反響，生物體中的鈣、磷離子向材料外表富集。62 純鈦材的這種作用較緩慢，可用含有鈣離子的溶液對(duì)鈦外表進(jìn)展處理： 這說明，經(jīng)外表處理的鈦在Hanks溶液中浸泡后，外表形成磷灰石，使材料的組織相容性顯著提高。外表清洗后的鈦在含有Ca(NO3)24H2O和CaO的溶液中浸泡7天外表即有鈣鹽形成經(jīng)外表處理的鈦在Hanks溶液中浸泡后，再在600加熱外表出現(xiàn)磷灰石63(3)氣相沉積 氣相沉積是在真空條件下引入氣態(tài)物質(zhì)，參與氣相反響后沉積于材料外表，主要分為：化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積。 64 氮化鈦是這一

22、領(lǐng)域典型的、廣泛應(yīng)用的材料?；瘜W(xué)氣相沉積是將四氯化鈦和氨在8001000的反響器中反響，可在材料外表獲得TiN薄膜。物理氣相沉積是利用濺射、局部溶融方法得到鈦粒子，并在真空室充入氮?dú)猓敲粹伭Ｗ釉诔领o積于材料外表的過程中與氮所反響形成TiN。 65等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積是在反響器中增加一個(gè)射頻或微波發(fā)生器，通過射頻微波振蕩可使反響氣體獲得較高能量，氣體離化率提高，反響溫度降到500以下。這種方法較適合于在金屬生物材料外表合成薄膜。66(4)離子束薄膜合成 向材料外表沉積薄膜蒸發(fā)或?yàn)R射沉積的同時(shí)用離子束轟擊材料外表的方法稱為離子束輔助沉積。 借助于離子束轟擊，可使已沉積在外表的原子獲得能量進(jìn)入

23、材料表層反沖注入，并使薄膜致密，在較低溫度下甚至室溫獲得高結(jié)合力的薄膜。67離子束輔助沉積的優(yōu)點(diǎn)： 不會(huì)引起基體材料過熱而使基體材料構(gòu)造變化，離子束輔助沉積不僅適用于在金屬材料外表沉積薄膜，對(duì)于高分子材料外表改性也是非常有效的。6869 受“視線性限制。由于沉積源向基體材料外表沉積薄膜以及高子束轟擊薄膜的軌跡均是直線的，所以只能在平面工件上均勻沉積薄膜。對(duì)于形態(tài)復(fù)雜的人工器官如人工關(guān)節(jié)、人工心臟瓣膜等難以均勻地進(jìn)展外表覆膜，因而限制了這種方法的實(shí)際應(yīng)用。 離子束輔助沉積的缺點(diǎn)：70等離子體浸沒離子注入PIII = plasma Immersion Ion Implantation在PIII裝置

24、真空室中通入的氣體燈絲放電或射頻放電等離子體樣品施加一很高的負(fù)脈沖電壓在圍繞工件表面的一定空間內(nèi)形成等離子體的鞘層鞘層中的正離子受到負(fù)高壓的吸引進(jìn)行轟擊并進(jìn)入材料表面71PIII-3型等離子體浸 沒離子注入機(jī) 等離子體浸沒離子注入PIII，不僅可在60KV的高壓下實(shí)現(xiàn)注入，同時(shí)還可以利用金屬源實(shí)現(xiàn)薄膜沉積?？蓱?yīng)用于人工心臟瓣膜材料研究開發(fā)，以及人工關(guān)節(jié)、人工骨、種植牙、心臟起搏器傳感觸頭、血管支撐管、人工心臟及左心室泵、體內(nèi)埋植用形狀記憶合金器件等的外表改性。7273 這個(gè)過程是全方位的無視線性限制。最近將金屬等離子體源引入PIII，實(shí)現(xiàn)氣體離子與金屬離子同時(shí)注入與沉積。這種方法包括等離子體外表改性、離子注入與薄膜沉積等各種功能，因而生物材料外表改性領(lǐng)域?qū)?huì)有重要的應(yīng)用前景。 74瑞士CSEM精細(xì)摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī) 主要用于低載荷，慢速或中速下各種金屬或陶瓷、高分子材料的摩擦磨損試驗(yàn)，特別適用于材料的外表改性和各類涂層如離子注入、氣相沉積膜的摩擦學(xué)性能評(píng)價(jià)。 75微區(qū)顯微紅外分析儀 無菌室 光學(xué)顯微鏡 原子力顯微鏡76新的心臟瓣膜 外表改性的心臟瓣膜的瓣環(huán) 沒有改性的瓣環(huán)外表形成血栓 外表改性單葉心臟瓣膜 77Ti-O薄膜外表血細(xì)胞粘附形態(tài)改性體內(nèi) 未改性LTIC體外 未改性的LTIC體內(nèi) Ti-O薄膜外表血小板的形態(tài)改性 體外 7