PTFE 的電漿表面改質

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

理，接著以UV誘導接枝聚合的方式，成功的接上AAc(Acrylic Acid)、

NaSS (Sodium Salt of Styrenesulfonic Acid) 和 DMAA (N,N-dimethylacrylamide)，使PTFE具有親水性質【48】。Y. Yamada, S.

Tasaka等人把PTFE經氫氣電漿改質過後，PTFE的濕潤性大幅提升

【49】。

1997年N. Inagaki, S. Tasaka以RF（Radio Frequency）系統氬氣電 漿活化PTFE表面，使表面生成過氧化物（Peroxide），有利於Sodium Vinylsulfonate與PTFE的接枝，接觸角為75°~84°【50】。W. L. Lin等人 以氬氣和氮氣電漿處理PTFE做表面改質，得到較親水性的表面【51】。 1999年 N. Inagaki et al.用射頻（RF）氫氣電漿對PTFE改質，改 質後，其接觸從118°降至77°【52】。

2000年J. Nakamatsu et al.以大氣輝光放電電漿（Glow Discharge Plasma）將PTFE表面進行改質，並將試片放置在不同的環境底下討 論時效性的問題。改質後的試片濕潤角為45°，接著放在22 ℃的室 內、90 ℃的水中和100 ℃的烤箱保存，其中放置在100 ℃的烤箱的 PTFE試片120小時後，濕潤角恢復至未改質前的110°；而存放在水中 的試片，濕潤角為50°；放在22 ℃的室內的試片在480小時後，濕潤 角為80°由此觀之，PTFE經電漿改質後存放在水中的時效性最好

【53】。S. R. Kim利用氧氣、氬氣電漿對PTFE表面改質，氬氣電漿改

質後，PTFE表面產生許多自由基，曝露於大氣底下易生成過氧自由 基；氧氣電漿會對PTFE試片表面持續的蝕刻，O/C降低【54】。C. Y. Tu 研究以乙炔/氮氣(C2H2/N2)混合氣體電漿，以電漿聚合方式進行表面 改質多孔性鐵弗龍薄膜（e-PTFE），以提昇其膜材表面親水性。研究 中發現，隨著乙炔/氮氣混合氣體中之氮氣含量，電漿功率及電漿聚 合時間上升，膜表面親水性隨之提昇。而原本多孔之鐵弗龍薄膜經電 漿聚合改質後膜表面孔徑減小【55】。

2001年D. J. Wilson等人使用低功率的氧氣、氮氣、氨氣和氬氣電 漿改質PTFE，發現氬氣電漿能將PTFE表面的自由基打出最多，所以 當PTFE曝露於空氣中時，與水氣、氧氣結合，表面官能基含量增加，

濕潤性也隨之增加【56】。D. J. Wilson發現PTFE經電漿改質後，儲存 於PBS（Phosphate-Buffered Saline）中能增加濕潤性；置放更久的試 片，能恢復些許的濕潤性【57】。

2002年König et al.使用水氣/二氧化碳和水氣/氫氣混合電漿處 理PTFE試片，發現電漿處理過的試片受到儲存環境的影響甚大；儲 存於水中能保有良好的親水性，而存放在大氣中會使親水性變差

【58】。

2003年H. Xu et al.利用水氣/氬氣混合電漿對PTFE做表面改 質，研究中發現改質的效果只能達到一定的深度；如處理時間增長，

並不會增加改質效果。試片存放的環境對親水性造成很大的影響，推 測因為活性物種空間分布與溫度不同造成的影響【59】。

2004年C. Z. Liu等人用DBD（Dielectric Barrier Discharge）電漿 RF( Radio Frequency )電漿對PTFE做表面改質，並觀察它的表面濕潤 性、化學性質與微結構的改變。發現兩種電漿會因為改變材料的表面 化學性質與微結構而顯著的增加濕潤性。電漿的功率也會影響改質後 的濕潤角；功率越大濕潤性越好。RF( Radio Frequency )電漿改質後 的角度可至61°，而DBD（Dielectric Barrier Discharge）電漿改質後的 角度可至69°；證明了兩種不同形式的電漿系統都會增加PTFE的表面 試濕潤性（Wettability）【60】。

2005年C. Y. Tu et al.將PTFE試片分別放入氫氣與臭氧（O3）混 合氣體電漿中做改質。氫氣電漿中PTFE表面的氟會被氫所取代而形 成碳氫鍵（C-H）；臭氧電漿中會在表面形成過氧化基群（Peroxide Group），在電漿表面改質後，PTFE表面的親水性會有明顯的增加；

濕潤角可達到21°，並可確保PTFE良好的黏附性【61】。