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Il campo delle applicazioni biomediche richiede polimeri che, oltre a garantire una risposta soddisfacente dal punto di vista fisico, non generino effetti indesiderati dal punto di vista biologico presentando quella che viene definita come "biocompatibilità". Poichè la reazione è limitata all'interfaccia, le tecniche di modifica superficiale offrono una risposta a questa problematica, evitando complesse e costose ricerche di polimeri con caratteristiche speciali.
Tra le tecniche di modifica superficiale quella che viene comunemente denominata "plasma freddo" presenta delle caratteristiche che la rendono particolarmente interessante:
- tempi brevi di applicazione e temperature di processo vicine a quella ambiente evitano degenerazioni dei polimeri
- versatilità di applicazione
- assenza di residui sui prodotti trattati e di contaminazione ambientale
La sezione engineering della biomat opera
con un reattore plasma installato in clean room, applicando la propria
esperienza nello studio e nello sviluppo delle applicazioni del plasma
offrendo servizi di trattamenti conto terzi, ricerca e sviluppo e analisi
delle superfici.
L'apparecchiatura ed il processo possono essere così descritti in breve:
- l'impianto è costituito da una camera a vuoto in cui vengono immessi uno o più gas attraverso degli ugelli. All'interno della camera vi sono poi degli elettrodi colegati ad un generatore che eccitano le molecole.
- il processo avviene nel seguente modo:
- si inseriscono gli oggetti da trattare nella camera
- si raggiunge nella camera un grado di vuoto prefissato
- una quantità dosata del/dei gas scelti per il trattamento viene fatta fluire nella camera ed eccitata dalla scarica che si genera tra gli elettrodi fino a raggiungere lo stato di plasma
- le specie reattive, principalmente radicali liberi, contenute nel plasma reagiscono con la superficie degli oggetti da trattare modificandone le caratteristiche
Esistono tre tipi di applicazioni del plasma:
| grafting |
si utilizzano gas inerti (come l'Argon) per rimuovere alcune specie atomiche dalla superficie del polimero ottenendo uno strato reattivo |
| attivazione |
si utilizzano gas reattivi (come l'Ossigeno) per creare nuovi gruppi funzionali che modificano la bagnabilità e la reattività biochimica del polimero |
| deposizione da plasma |
alcuni gas (come il Metano) possono essere polimerizzati mediante il plasma, rivestendo gli oggetti trattati di un sottile strato con caratteristiche differenti da quelle del polimero base |
Esempi di attivazione superficiale
I polimeri generalmente presentano un comportamento idrofobico più (es. PTFE) o meno (es. Polistirene) spiccato. L'idrofobicità significa che una superficie è praticamente "non bagnabile" come si può osservare dalla formazione di gocce sparse quando dell'acqua viene versata su di essa e, dato che le applicazioni biomedicali operano in un ambiente acquoso, è semplice capire l'importanza di poter modificare la bagnabilità di un polimero.
Tale modifica è facilmente ottenibile mediante trattamento plasma, nei seguenti casi:
| articolo | materiale | scopo del trattamento |
| articoli da laboratorio (fiasche, capsule Petri, ecc.) | Polistirene | idrofilizzazione/aumento dell'adesione e della crescita delle cellule |
| articoli per saggi immunologici (provette, micropiastre, cuvette) | Polistirene, Polipropilene | incremento della capacità legante (proteine, anticorpi, ecc.) |
| lenti a contatto | vari | aumento della bagnabilità |
| cateteri, filtri | PU, vari | aumento della scorrevolezza / riduzione della trombogenicità |
Analisi della superficie
Data l'importanza delle caratteristiche superficiali sul funzionamento
all'interfaccia dei dispositivi biomedicali, la biomat
offre una vasta gamma di tecniche di analisi per la
caratterizzazione delle superfici.
Altri riferimenti:
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