等離子體處理提高細胞粘附性能原理
文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2023-08-14
生物材料表面細胞黏附是由表面吸附蛋白介導的，材料表面親疏水性對表面吸附蛋白質的構象具有重要影響，因而與細胞相容性有著密切聯系。盡管有研究認為材料表面親疏水性與細胞相容性關系不大，但大部分研究均表明適度親水性的表面有利于細胞黏附和鋪展，而親水性太強或疏水性太強的表面均不利于細胞的黏附與鋪展，這主要是因為材料表面親疏水性直接影響蛋白質在材料表面的黏附數量和構象。親水性很強的表面不利于蛋白質的吸附，從而不利于細胞黏附。對于疏水性很強的材料表面，一方面，非黏附蛋白（如白蛋白）在材料表面的吸附阻礙了黏附蛋白的吸附；另一方面，吸附在高度疏水材料表面的黏附蛋白，其分子鏈的天然構象遭到破壞，致使蛋白質分子鏈中與細胞膜表面整合素相結合的活性位點（RGD）無法完全暴露，不利于細胞黏附。只有在親水性適度表面，黏附蛋白既可吸附于材料表面，又保持分子鏈天然構象，使細胞黏附多肽RGD較多地暴露出來，從而有利于細胞在材料表面的黏附和鋪展。
等離子體是一種全部或部分電離的氣態物質,含有亞穩態和激發態的原子、分子、離子,并且電子、正離子、負離子的含量大致相等,即其總的正、負荷數相同,故稱為等離子體,繼固態、液態、氣態三種狀態后,被稱為物質的第四態。
等離子體中粒子之間不斷碰撞發生能量交換，同類粒子之間容易通過碰撞交換能量達到熱力學平衡，因而有電子溫度Te,離子溫度Ti,氣體溫度Tg。大多數情況下，等離子體根據溫度分為高溫等離子體和低溫等離子體。當電子溫度處于105~108K時稱為高溫等離子體又稱熱平衡等離子體，它的電子和分子或原子類粒子都具有非常高的溫度，一般指受控核聚變所產生的完全電離的等離子體，如太陽上的等離子體和核聚變等離子體。當電子溫度處于3x102~105K時稱為低溫等離子體，又稱非平衡等離子體，它的電子和分子或原子類粒子具有的溫度是不同的，電子溫度(Te)高達104K以上，分子或原子類粒子的溫度(Tg）卻可低到300~500K。
等離子體處理提高細胞粘附性能原理
低溫等離子體中高速運動的電子與氣體分子的碰撞是產生各種不同活性種的主要原因。因為電子在電場中被加速獲得能量,這些電子又與周圍氣體中大量的分子、原子發生碰撞,將能量傳遞給這些分子、原子,使它們電離產生新的離子、電子或變激發態很快跳回基態并發出光子或變為壓穩態或生成自由基。
這些活性粒子通過電場加速轟擊高分子材料表面時,其離子能量在5ev-10ev之間，大于高分子材料表面分子的鍵能,就能將材料表面分子間的化學鍵打開,生成自由基,甚至使聚合物材料大分子的分子鍵發生斷裂、分解。由于分子鍵斷裂而發生表面刻蝕、交聯、化學改性或等離子體聚合等,從而也引發了氣固相間的界面反應,產生多種活性基團,如氨基、羥基、羧基等官能團等,改變了生物材料表面的物理和化學性質,從而改善了生物材料表面的親水性、粘結性、生物相容性、透氣性和抗凝血性能等。
低溫等離子體可以在室溫下對材料進行表面改性處理，近年來已廣泛應用于生物材料的表面改性研究。其作用區域僅限于材料表面100nm范圍以內，而對材料本體性能不產生影響。等離子體處理可以在材料表面引入自由基或活性官能團，這些含氧官能團能增加材料表面的潤濕性并且促進良好的細胞粘附，使其具有很好的生物相容性。經等離子體處理的材料表面更有利于細胞粘附。
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