生醫材料的電漿表面改質

圖 2.13 電漿聚合示意圖【37】。

2.3.2.4 交聯

電漿加工的過程中，電漿裡的活性粒子與材料表面發生撞擊、化 合，使材料表面活化而產生自由基（Free Radicals），自由基活性高，

容易與其它自由基或分子元素結合，產生交聯或接枝（Graft）作用，

材料表面的性質改變，表面自由能（Surface Free Energy）跟著升高

【38】。

質，讓材料適合做為生醫材料並具有生物活化性。利用TFE

（Tetrafluoro Ethylene）氣體電漿進行PTFE（Polytetrafluoroethylene）

管狀材料的表面改質。改質過後，表面的CF3濃度提高，以做為抗凝 血材料之用【39】。A. Garfikle和R. Sipehia以PS、PMMA和Silicone 利用氨氣電漿做表面改質，使用兔子的眼角膜細胞，並觀察細胞在材 料表面的生長貼附情形，最後證明細胞在經過氨氣電漿表面改質，有 優異的生物相容性【40】。

一般生醫用的高分子材料的表面化學結構穩定，且大多以碳鏈與 碳基團結構為主，不具極性基的高分子聚合物，而屬於疏水性基材。

因此，藉由表面改質技術來導入親水性、極性基群以改變基材表面性 質使其成為親水性材料，可擴充其應用的範圍【41】。電漿表面改質 可使被改質材料的表面具有親水性或疏水性，如：利用氧氣電漿對 e-PTFE做表面改質，使其具有疏水性，做導流管之用。

目前在生醫材料領域所使用的表面處理方法，包括有：離子輻射 接枝聚合（Ionizing Radiation Graft Polymerization）、電漿氣體放電

（Plasma Gas Discharge）、光化學接枝反應（Photochemical Grafting）、 臭氧接枝反應（Ozone Grafting）等【42-44】，應用於形成生物相容 表面之前處理或輔助技術。低溫電漿處理技術便是許多表面處理技術 中有效的前處理或輔助方法，並因其具有極低污染、極少中間產物等

特性，符合環保而漸廣為使用。表2.3，為電漿表面改質在生醫材料 的應用。

表2.3 電漿表面改質在生醫材料上的應用【45】

應用 物件 材料 目的

生物感測器 感測器薄膜、

診斷用生物感 測器

PC, Cellulose, Cuprophane, PP,

PS

生物分子固定防表 面沾汙

生物分離 分離薄膜、血液 透析薄膜

PP, Cellulose Derivatives, PSF

表面抗沾粘 加強濕潤性 增進生物相容性 人工心血管 人工血管、導管 PET, PTFE

PE, SiR, PVC, PU

增進生物相容性 加強濕潤性 增進生物相容性 潤滑鍍層

減少摩擦 抗菌保護

牙科 植牙 Ti Alloys 增加細胞生長

眼科 隱形眼鏡

人造角膜

PMMA.SiR

PMMA.SiR PVA.PHEMA

加強濕潤性 增進生物相容性 抗菌保護

加強濕潤性 增加細胞生長

整形外科 金屬植入物

人工關節 人工韌帶 人工骨板

Ti-Ni, Co-Cr Alloys

UHMWPE PET

PGA, PLA

表面清潔

增進細胞貼附/生長 增進生物相容性 增進骨泥接合性 增進骨頭組織成長 提升機械強度

藥物配置 藥物控制釋放

元件

SiR, Hydrogel, PGA, PLA

減少分子擴散 控制藥物釋放 組織培養 組織培養皿 PS, PET 增進細胞貼附/生長

加強濕潤性 表面抗沾污

基礎實驗 Polymers,

Metals, Glass, Ceramics, Composites

生物與電漿放電間 的相互反應-表面改 質

其他用途 一般醫用器材 消毒、表面清潔、增

加黏附性