Функционализация поверхности материалов методам плазменной обработки

          Функционализация поверхности широко используется для модификации биосовместимых и биоактивных материалов, а также при создании биосенсоров, так как дает возможность без потери объемных свойств подложки изменять химическую активность, адгезию, пористость, смачиваемость и др. характеристики. Функциональные группы (карбоксильные СООН, аминные NH₂, гидроксильные ОН) являются реакционным центрами для пришивки биомолекул, адсорбции протеинов, иммобилизации пептидов. Оптимизация условий функционализации поверхности дает возможность достигнуть высокой адгезии, пролиферации клеток и иммобилизации биомолекул (антибиотиков, антител и т.д.).

          Модификацию поверхности можно осуществлять различными методами (золь-гель, центрифугирование, осаждение из газовой фазы и др.), но наиболее перспективным является плазменная функционализация, так как этот процесс является энергоэффективным и не зависит от типа подложки.        

         В настоящей работе в качестве газовой среды использовалась смесь газов Ar, СО₂ и С₂Н₄, так как, согласно литературным данным плазма этих газов позволяет осаждать стабильные в воде пленки, содержащие СООН группы. Более того, полимеризация СО₂/С₂Н₄ в плазме низкого давления позволяет контролировать химию поверхности за счет изменения соотношения газов (СО₂/С₂Н₄) и мощности разряда. В процессе анализа результатов полученных образцов, с помощью ИК спектроскопии, было определено, что при увеличении потока СО₂ относительная концентрация СООН групп на поверхности уменьшается, что возможно связано с эффектом травления слоев плазменного полимера, которое усиливается при повышении концентрации СО₂.  Анализ данных РФЭС показал, что пик углерода при энергии 289 еВ, соответствующий карбоксильным группам, снижается с увеличением потока СО₂/С₂Н₄. Нам удалось подобрать параметры, при которых достигается наиболее высокая концентрация функциональных групп на поверхности (Q_CO2/Q_C2H4 = 0,41). Далее функционализированные поверхности используются для создания многофункциональной поверхности путем пришивки антибиотика (гентамицина) и последующей мобилизации антикоагулянта -  гепарина.

         Таким образом, нами предложен и опробован оригинальный подход к созданию функционализированных биоматериалов, обладающих антибактериальной активностью.