專利名稱：采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)用高分子材料的處理方法，尤其是涉及一種采用磁控濺射技術(shù)制備具有高抗感染性和生物相容性的醫(yī)用高分子材料的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在使用的傷口敷料、燒傷敷料、創(chuàng)口貼敷料、手術(shù)服、病人衣服、醫(yī)療高分子介入性器械等醫(yī)用高分子材料，都是由聚酯性聚合物、聚烯烴類聚合物、多糖類聚合物、聚胺酯類、纖維素類等聚合物研制而成。在實(shí)際使用過程中，這些材料與傷口、燙傷皮膚、體內(nèi)組織相接觸，但常常因?yàn)樗鼈儾痪哂锌垢腥拘阅芎洼^差的生物相容性導(dǎo)致傷口或組織發(fā)生感染或炎癥現(xiàn)象，進(jìn)一步導(dǎo)致傷口愈合和組織的再生困難。例如，傷口貼膜為聚乙烯無紡布材料，使用過程中除了需要它保護(hù)傷口不受外界影響，還需要它能夠殺死或抑制傷口附近的感染細(xì)菌，以及具有優(yōu)異的生物相容性，以給傷口細(xì)胞或組織創(chuàng)造一個(gè)良好的再生微環(huán)境。目前，提高醫(yī)用高分子材料的抗感染性能和生物相容性的主要方法包括在本體材料中加入抗菌劑和生物相容劑、在材料表面涂敷抗菌劑和細(xì)胞生長因子等兩種方法。本體材料中加入抗菌劑和生物相容劑是指在材料加工前，將有機(jī)或無機(jī)的抗菌劑或抗生素以及生物相容劑作為填料加入材料中，從而實(shí)現(xiàn)改善本體材料的抗感染性能和生物相容性。這一方法不僅影響材料本身的加工性能，而且往往會(huì)因?yàn)榧庸囟冗^高造成抗感染劑或生物相容劑的部分分解。例如，在材料中加入三氯生抗菌劑，當(dāng)加工溫度高于200度時(shí)，一部分三氯生分解生成二噁英，同時(shí)一部分三氯生從本體材料中析出，嚴(yán)重影響了醫(yī)用高分子材料的生物相容性和細(xì)胞毒性。在材料表面進(jìn)行涂層或浸漬抗菌劑、抗生素或生長因子，可以使材料表面形成抗菌層、提高其生物相容性。但其加工過程中存在“三廢”現(xiàn)象；往往在體液作用下，抗菌劑與材料的結(jié)合力不夠，同時(shí)抗感染劑的析出也會(huì)影響材料的生物相容性，而且抗菌效果也難持久。例如，專利含銀聚氨酯脲溶液(US2009253^6-A1 ；CN101555349-A)和專利沉積產(chǎn)物，復(fù)合材料及其生產(chǎn)工藝(Deposition Products,Composite Materials and Processes forthe Production Thereof, US2008233161-A1)采用浸涂的方法將銀或各種價(jià)態(tài)的銀化合物涂布在高分子材料表面，但大量銀脫落進(jìn)入體液會(huì)導(dǎo)致抗菌的持久性變差。由上可知，目前提高醫(yī)用高分子材料抗感染性能的方法，往往都是以犧牲材料本身的生物相容性或細(xì)胞毒性為代價(jià)。因此需要提供一種能同時(shí)提高醫(yī)用高分子材料表面抗感染性能和生物相容性的方法。磁控濺射技術(shù)是一種以金屬、玻璃、陶瓷為基材的表面鍍膜技術(shù)，由它制備的膜具有膜層結(jié)構(gòu)均勻、致密，性能優(yōu)良，薄膜與基底材料附著牢度高，沉積速度快，易于濺射任何物質(zhì)，不改變基材性質(zhì)，無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，目前已在機(jī)械、電子和陶瓷等領(lǐng)域已得到越來越廣泛的應(yīng)用。高分子材料作為材料的一大分支，由于其基體的柔軟性提高了磁控濺射表面鍍膜的難度，相關(guān)專利較少，例如，一種在塑料襯底上沉積金屬或硬質(zhì)裝飾膜的方法(申請?zhí)枮?00910112273. 4)和一種塑料鍍鉻方法(申請?zhí)枮?00910153277. 7)。目前，磁控濺射應(yīng)用于醫(yī)用高分子材料領(lǐng)域鮮有報(bào)道。眾所周知，高分子材料表面化學(xué)狀態(tài)對其抗感染性和生物相容性都有著重要影響。因此，本發(fā)明致力于闡明一種采用磁控濺射技術(shù)處理醫(yī)用高分子材料表面方法，以此獲得抗感染性和生物相容性的醫(yī)用高分子材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法;該方法通過將醫(yī)用高分子材料固定或移動(dòng)經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空室內(nèi)的處理臺(tái)，抽真空，通入氣體，開啟處理臺(tái)、靶臺(tái)的電源，處理，得到具有高的表面抗感染性和生物相容性的醫(yī)用高分子材料；本方法操作簡單，不影響材料本體的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)，處理后得到的高分子材料表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有長效、廣譜的抗感染性能，而且細(xì)胞相容性不低于材料本身固有的生物相容性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法，包括以下步驟1)將醫(yī)用高分子材料固定或移動(dòng)經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空室內(nèi)的處理臺(tái)；2)密封真空室，抽真空到本底真空度；3)通入氣體；4)開啟處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，處理材料，得到具有高抗感染性和生物相容性的醫(yī)用高分子材料。進(jìn)一步地，所述步驟4)還包括開啟等離子體源的電源處理材料0. 001 5小時(shí)；所述等離子體源包括霍爾等離子體源、射頻等離子體源、微波等離子體源。所述等離子體源的頻率為1 50MHz，功率為0. 001 3000W。進(jìn)一步地，所述醫(yī)用高分子材料是應(yīng)用于醫(yī)療器械、醫(yī)療設(shè)施、醫(yī)療輔具、人工臟器的高分子材料；包括聚酯、聚烯烴、聚氨酯、聚酰胺、纖維素中的一種或兩種以上共混物；優(yōu)選地，包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、纖維素、聚醚醚酮、殼聚糖、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙醇酸、聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚酰胺-66、聚酰胺-6中的一種或兩種以上共混物。所述醫(yī)用高分子材料移動(dòng)是將醫(yī)用高分子材料以移動(dòng)速率為0. 1 100厘米/秒經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空室內(nèi)的處理臺(tái)。進(jìn)一步地，所述氣體包括氮?dú)?、氨氣、氫氣、氧氣、氯氣、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、乙醇?xì)怏w、丙酮?dú)怏w、水蒸汽、四氯甲烷氣體、二氯甲烷氣體、醋酸氣體、丙烯酸氣體中的一種或兩種以上氣體與氬氣的混合物。所述通入氣體可同時(shí)通入各種氣體，也可先后不同時(shí)間或間歇式通入各種氣體。所述真空室內(nèi)通入氣體后的真空度維持在1. OX IO2 1. OX 10_2Pa。進(jìn)一步地，所述靶臺(tái)上放置靶材；所述靶材包括銀、金、鋁、鎂、鋅、鈦、銅、鐵、碳、磷、鈣及它們的化合物、羥基磷灰石中的一種或兩種以上混合物。優(yōu)選地，所述靶材為含量99%的鋅、含量99%的銀、含量99%的鈦、羥基磷灰石中的一種或兩種以上混合物。所述高分子材料與靶材的距離在2 50cm。當(dāng)磁控濺射設(shè)備擁有一個(gè)或多個(gè)靶材時(shí)，可以同時(shí)開啟所有靶材的電源，也可以間隔0 5小時(shí)相繼開啟各個(gè)靶材的電源。
所述等離子體源、處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，可以同時(shí)開啟，也可以先后開啟。所述處理臺(tái)溫度控制在25 250°C。所述靶臺(tái)電源為直流電源或脈沖電源，電流大小為0. 0001 IOA0所述抗感染性是指采用磁控濺射技術(shù)制備的醫(yī)用高分子材料表面部分對細(xì)菌的抗感染率達(dá)到90%以上；細(xì)菌種類包括大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、綠膿桿菌、白色念球菌、肺炎球菌、克雷伯菌、墨綠球菌。所述生物相容性是指采用磁控濺射技術(shù)制備的醫(yī)用高分子材料表面有利于細(xì)胞和組織的生長繁殖，處理后材料表面的生物相容性不低于處理前材料的生物相容性。本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明在磁控濺射設(shè)備中通入氣體，在磁場控制下將靶材濺射出來，沉積或注入到醫(yī)用高分子材料的表面，提高了醫(yī)用高分子材料的抗感染性能，同時(shí)保障了材料表面的生物相容性。2、本發(fā)明利用等離子體修飾醫(yī)用高分子材料表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使其不僅有利于細(xì)胞和組織生長繁殖，而且延長了抗菌效果的作用。同時(shí)，通過磁控濺射將抗感染元素(如銀、鋅、銅等)沉積到醫(yī)用高分子材料表面，與等離子體生成的化學(xué)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相互作用，穩(wěn)定了抗感染元素在醫(yī)用高分子表面的化學(xué)和物理狀態(tài)，兩者相互協(xié)調(diào)作用，不僅提高了醫(yī)用高分子材料的抗感染性能，而且保障了材料表面的生物相容性。3、本發(fā)明操作簡單，不影響材料本體的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)。4、本發(fā)明處理后得到的高分子材料表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有長效、廣譜的抗感染性能，而且細(xì)胞相容性不低于材料本身固有的生物相容性。


圖1為實(shí)施例1處理材料的示意圖；圖2為實(shí)施例1制得的PE無紡布傷口敷料XPS圖；圖3為實(shí)施例1制得的PE無紡布傷口敷料對大腸桿菌作用的抗菌率圖；圖4為實(shí)施例1制得的PE無紡布傷口敷料與未經(jīng)本發(fā)明方法處理的材料表面成纖維細(xì)胞的生長繁殖情況圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將厚度為1 μ m的PE無紡布傷口敷料以4米/分鐘移動(dòng)經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)，將一銀靶材裝在靶臺(tái)上，PE無紡布傷口敷料與磁控濺射的靶材的距離為6cm,然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到1 X 10_5Pa時(shí)，通入20. OSCCM的氮?dú)夂?0. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在0. 5Pa左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在50°C左右，開啟霍爾等離子體源，功率為300W，開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小為1A，處理結(jié)束后，關(guān)掉處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，并在這一條件下保持10分鐘后關(guān)掉霍爾等離子體源，通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即獲得所需的PE無紡布傷口敷料。圖1為實(shí)施例1處理材料的示意圖。圖2為對實(shí)施例1制得的PE無紡布傷口敷料進(jìn)行XPS測試，獲得的表面高分辨Cls化學(xué)組成圖；從圖中可以看出，經(jīng)等離子體處理和磁控濺射后，材料的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，產(chǎn)生了大量的含氮、氧官能基團(tuán)。圖3為實(shí)施例1制得的PE無紡布傷口敷料對濃度為lxl04CFU/ml的大腸桿菌的抗感染性能；從圖中可以看出，經(jīng)本發(fā)明方法處理后的PE無紡布傷口敷料抗菌率為99.9%，甚至在將其在37°C條件下的模擬體液(SBF)中浸泡10天后，其對大腸桿菌的抗菌率仍然維持在90%以上。圖4為本發(fā)明制得的PE無紡布傷口敷料(圖中為處理樣品)表面與未修飾樣品(圖中為未處理樣品)表面成纖維細(xì)胞的生長繁殖情況圖；從圖中可以看出，成纖維細(xì)胞在處理樣品表面的生長繁殖速率及細(xì)胞數(shù)量均優(yōu)于未處理樣品。實(shí)施例2采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將厚度為0. 5 μ m的PLA薄膜固定在磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)上，將銀靶和鋅靶各一靶材裝在靶臺(tái)上，PLA薄膜與磁控濺射的靶材的距離為20cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到5X KT4Pa時(shí)，通入10. OSCCM的氨氣、10. OSCCM醋酸氣體和20. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在10 左右，開啟處理臺(tái)的電源，處理臺(tái)溫度控制在60°C左右，開啟射頻等離子體源，功率為500W，處理5分鐘后，再開啟靶臺(tái)的直流，大小為10A，處理5秒鐘后，關(guān)掉處理臺(tái)和靶臺(tái)以及射頻等離子體源的電源，并在這一條件下保持60分鐘，通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即可獲得所需的抗感染和生物相容性的醫(yī)用PLA薄膜。經(jīng)測試，磁控濺射修飾的PLA薄膜對濃度為1 X 104CFU/ml的金黃色葡萄球菌的抗感染性能，抗菌率大于95%;骨細(xì)胞(MC3T3-EI)在磁控濺射修飾的PLA薄膜表面與未修飾PLA薄膜表面有類似的生長繁殖速率。實(shí)施例3采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將PA-66人工椎體間支撐體以2米/分鐘移動(dòng)經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)，將銀靶、鋅靶和磷靶各一靶材裝在靶臺(tái)上，PA-66人工椎體間支撐體與磁控濺射的靶材的距離為5. 0cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到5X 10_4Pa時(shí)，通入20. OSCCM的氮?dú)狻?. OSCCM乙炔氣體和15. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在1 X KT1I3a左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在120°C左右，開啟霍爾等離子體源，功率為800W，開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小為200mA，處理結(jié)束后，關(guān)掉靶臺(tái)、處理臺(tái)和霍爾等離子體源的電源，再保持2小時(shí)，隨后通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即可獲得所需的抗感染和生物相容性的醫(yī)用PA-66人工椎體間支撐體。經(jīng)測試，磁控濺射修飾的PA-66人工椎體間支撐體對濃度為1 X 104CFU/ml的金黃色葡萄球菌的抗感染性能，抗菌率大于90% ；骨細(xì)胞(MC3T3-EI)在磁控濺射修飾的PA-66人工椎體間支撐體表面生長繁殖速率優(yōu)于未修飾PA-66人工椎體間支撐體表面的生長繁
殖速率。實(shí)施例4采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將PEEK脊柱融合器固定在磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)上，將鈣靶、銀靶和磷靶各一靶材裝在靶臺(tái)上，PEEK脊柱融合器與磁控濺射的靶材的距離為8. 0cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到2X KT5Pa時(shí)，通入3. OSCCM的氧氣、10. OSCCM氮?dú)夂?0. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在5X KT1I^左右，開啟處理臺(tái)的電源，處理臺(tái)溫度控制在130°C左右，再開啟微波等離子體源的電源，功率為1000W，同時(shí)開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小為100mA，處理5分鐘后，關(guān)掉處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，關(guān)掉氧氣，通入5. OSCCM的H2O氣體，并在這一條件下保持10分鐘后關(guān)掉微波等離子體源的電源，再保持2小時(shí)，隨后通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即可獲得所需的抗感染和生物相容性的PEEK脊柱融合器。經(jīng)測試，磁控濺射修飾的PEEK脊柱融合器對濃度為1 X 104CFU/ml的大腸桿菌的抗感染性能，抗菌率大于95% ；骨細(xì)胞(MC3T3-EI)在磁控濺射修飾的PEEK脊柱融合器表面的生長繁殖速率優(yōu)于未修飾PEEK脊柱融合器表面的生長繁殖速率。實(shí)施例5采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將天然纖維素和聚丙烯混合織物以1米/分鐘的速率經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)，將銀靶、鋅靶各一靶材固裝在靶臺(tái)上，天然纖維素和聚丙烯混合織物與磁控濺射的靶材的距離為15cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到lX10_4Pa時(shí)，通入20. OSCCM的氨氣和10. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在10. OPa左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在25 80°C范圍內(nèi)，再開啟霍爾等離子體源的電源，功率為200W，開啟靶臺(tái)的直流電流，大小為2A，處理結(jié)束后，關(guān)掉霍爾等離子體源、處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，關(guān)掉所有氣體，并通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即可獲得所需的抗感染和生物相容性的天然纖維素和聚丙烯混合織物。經(jīng)測試，磁控濺射修飾的天然纖維素和聚丙烯混合織物對濃度為1 X 104CFU/ml的綠膿桿菌和表皮葡萄球菌的抗菌率大于92% ；成纖維細(xì)胞在磁控濺射修飾的天然纖維素和聚丙烯混合織物表面的生長繁殖速率不低于未修飾的天然纖維素和聚丙烯混合織物表面的生長繁殖速率。實(shí)施例6采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將聚乙醇酸、聚乙烯醇和殼聚糖共混物薄膜固定在磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)，將羥基磷灰石靶、銀靶和鋅靶各一靶材裝在靶臺(tái)上，聚乙醇酸、聚乙烯醇和殼聚糖共混物薄膜與磁控濺射的靶材的距離為20cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到IX 10’a時(shí)，通入20. OSCCM的氮?dú)夂?0. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在10. OPa左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在40°C左右，開啟射頻等離子體源，功率為300W，同時(shí)開啟羥基磷灰石靶臺(tái)的脈沖電流，大小為200mA，處理5分鐘，再開啟銀靶和鋅靶的同樣大小的脈沖電流處理20秒，關(guān)掉射頻等離子體源和靶臺(tái)的電源，關(guān)掉氮?dú)夂蜌鍤?，將處理臺(tái)溫度升至70°C左右，并通入20. OSCCM H2O氣體1小時(shí)，關(guān)掉處理臺(tái)電源，待處理臺(tái)溫度降至室溫，隨后通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即獲得所需的抗感染和生物相容性的聚乙醇酸、聚乙烯醇和殼聚糖共混物薄膜。經(jīng)測試，磁控濺射修飾的聚乙醇酸、聚乙烯醇和殼聚糖共混物薄膜對濃度為1 X 104CFU/ml的綠膿桿菌和表皮葡萄球菌的抗菌率大于90% ；成纖維細(xì)胞和骨細(xì)胞在磁控濺射修飾的聚乙醇酸、聚乙烯醇和殼聚糖共混物薄膜的生長繁殖速率優(yōu)于未修飾的聚乙醇酸、聚乙烯醇和殼聚糖共混物薄膜表面的生長繁殖速率。實(shí)施例7
采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將聚四氟乙烯膜固定在磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)上，將銅靶材和鎂靶材裝在靶臺(tái)上，聚四氟乙烯膜與磁控濺射的靶材的距離為2. 0cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到1 X KT5Pa時(shí)，通入0. OlSCCM的二氧化硫、100. OSCCM的二氧化氮和10. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在1.0 左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在25°C左右，開啟射頻等離子體源，頻率為1MHz，功率為3000W，同時(shí)開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小為10A，處理10秒鐘后，關(guān)掉射頻等離子體源、處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即獲得所需的抗感染和生物相容性的聚四氟乙烯膜。實(shí)施例8采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將聚氯乙烯和聚偏氟乙烯共混物固定在磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)上，將金靶材和鈦靶材裝在靶臺(tái)上，聚氯乙烯和聚偏氟乙烯共混物與磁控濺射的靶材的距離為50cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到1 X Io^2Pa時(shí)，通入200. OSCCM的二氧化碳和10. OSCCM丙酮?dú)怏w和0. ISCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在1. OPa左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在250°C左右，開啟射頻等離子體源的電源，頻率為50MHz，功率為1500W，開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小為0. 5A，處理5小時(shí)后，關(guān)掉射頻等離子體源的電源、處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即獲得所需的抗感染和生物相容性的聚氯乙烯和聚偏氟乙烯共混物。實(shí)施例9采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將甲基丙烯酸甲酯膜以60米/分鐘移動(dòng)經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)，將鐵靶材裝在靶臺(tái)上，甲基丙烯酸甲酯膜與磁控濺射的靶材的距離為10cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到IXlO-5Pa時(shí)，通入0. ISCCM的乙醇?xì)怏w、100. OSCCM的甲烷氣體和10. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在100. OPa左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在25°C左右，開啟霍爾等離子體源的電源，頻率為1MHz，功率為3000W，并開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小為10A，處理結(jié)束后，關(guān)掉霍爾等離子體源、處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即獲得所需的抗感染和生物相容性的甲基丙烯酸甲酯膜。實(shí)施例10采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇共混物薄膜以40米/分鐘移動(dòng)經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)，將碳靶材和銅靶材裝在靶臺(tái)上，聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇共混物薄膜與磁控濺射的靶材的距離為40cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到lX10_2Pa時(shí)，通入200. OSCCM的四氯甲烷氣體和0. ISCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在0. OlPa左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在200°C左右，開啟霍爾等離子體源的電源，頻率為50MHz，功率為1500W，并開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小都為0. 5A，處理結(jié)束后，關(guān)掉霍爾等離子體源、處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即獲得所需的抗感染和生物相容性的聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇共混物薄膜。實(shí)施例11采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟
將聚酰胺-6固定在磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)上，將鋁靶材裝在靶臺(tái)上，聚酰胺-6與磁控濺射的靶材的距離為35. Ocm,然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到2 X 10_5Pa時(shí)，通入10. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在5 左右，開啟處理臺(tái)的電源，處理臺(tái)溫度控制在100°C左右，開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小為100mA，處理15分鐘后，關(guān)掉處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，關(guān)掉氬氣，再保持2小時(shí)，隨后通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即可獲得所需的抗感染和生物相容性的聚酰胺_6。實(shí)施例12采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將厚度為0. 5 μ m的PLA薄膜以0. 06米/分鐘移動(dòng)經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)，將銀靶和鋅靶各一靶材裝在靶臺(tái)上，PLA薄膜與磁控濺射的靶材的距離為20cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到5X 時(shí)，通入10. OSCCM的氫氣和20. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在10 左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在60°C左右，開啟霍爾等離子體源，功率為500W，開啟銀靶材的直流，大小為10A，開啟鋅靶材的電源，大小為5A，處理結(jié)束后，關(guān)掉處理臺(tái)和靶臺(tái)以及霍爾等離子體源的電源，并在這一條件下保持60分鐘，通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即可獲得所需的抗感染和生物相容性的醫(yī)用PLA薄膜。實(shí)施例13采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將聚四氟乙烯膜固定在磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)上，將碳酸銅靶材和碳酸鎂裝在靶臺(tái)上，聚四氟乙烯膜與磁控濺射的靶材的距離為2. 0cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到1 X KT5Pa時(shí)，通入0. OlSCCM的二氧化硫、100. OSCCM的二氧化氮和10. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在1. OPa左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在25°C左右，開啟射頻等離子體源，頻率為1MHz，功率為3000W，同時(shí)開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小為10A,處理10秒鐘后，關(guān)掉射頻等離子體源、處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即獲得所需的抗感染和生物相容性的聚四氟乙烯膜。實(shí)施例14采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將聚氯乙烯和聚偏氟乙烯共混物固定在磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)上，將氯化銀靶材和氫氧化鋁靶材裝在靶臺(tái)上，聚氯乙烯和聚偏氟乙烯共混物與磁控濺射的靶材的距離為50cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到1 X Io^2Pa時(shí)，通入200. OSCCM的一氧化碳和10. OSCCM氯氣和0. ISCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在1. OPa左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在250°C左右，開啟射頻等離子體源的電源，頻率為50MHz，功率為1500W，開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小為0. 5A，處理5小時(shí)后，關(guān)掉射頻等離子體源的電源、處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即獲得所需的抗感染和生物相容性的聚氯乙烯和聚偏氟乙烯共混物。實(shí)施例15采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將甲基丙烯酸甲酯膜以60米/分鐘移動(dòng)經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)，將氧化鐵靶材裝在靶臺(tái)上，甲基丙烯酸甲酯膜與磁控濺射的靶材的距離為10cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到IX 10_5Pa時(shí)，通入0. ISCCM的乙醇?xì)怏w、100. OSCCM的乙烷氣體和10. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在100. OPa左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在25°C左右，開啟霍爾等離子體源的電源，頻率為1MHz，功率為3000W，并開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小為10A，處理結(jié)束后，關(guān)掉霍爾等離子體源、處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即獲得所需的抗感染和生物相容性的甲基丙烯酸甲酯膜。實(shí)施例16采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇共混物薄膜以40米/分鐘移動(dòng)經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)，將硫化鋅靶材和氧化鈦靶材裝在靶臺(tái)上，聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇共混物薄膜與磁控濺射的靶材的距離為40cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到
1X IO^2Pa時(shí)，通入200. OSCCM的二氯甲烷氣體和0. ISCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在0. OlPa左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在200°C左右，開啟霍爾等離子體源的電源，頻率為50MHz，功率為1500W，并開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小都為0. 5A，處理結(jié)束后，關(guān)掉霍爾等離子體源、處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即獲得所需的抗感染和生物相容性的聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇共混物薄膜。實(shí)施例17采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將聚酰胺-6固定在磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)上，將五氧化二磷裝在靶臺(tái)上，聚酰胺-6與磁控濺射的靶材的距離為35. 0cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到
2X 10 時(shí)，通入10. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在5 左右，開啟處理臺(tái)的電源，處理臺(tái)溫度控制在100°C左右，開啟靶臺(tái)的脈沖電流，大小為100mA，處理15分鐘后，關(guān)掉處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，關(guān)掉氬氣，再保持2小時(shí)，隨后通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即可獲得所需的抗感染和生物相容性的聚酰胺_6。實(shí)施例18采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料，包括以下步驟將厚度為0. 5 μ m的PLA薄膜以0. 06米/分鐘移動(dòng)經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空腔內(nèi)的處理臺(tái)，將硫酸鈣靶材和銀靶材各一靶材裝在靶臺(tái)上，PLA薄膜與磁控濺射的靶材的距離為20cm，然后密封設(shè)備真空腔，并抽真空到5X 10_4Pa時(shí)，通入10. OSCCM的丙烯酸氣體和20. OSCCM的氬氣，最終使工作真空度維持在10 左右，開啟處理臺(tái)電源，處理臺(tái)溫度控制在60°C左右，開啟霍爾等離子體源，功率為500W，開啟銀靶材的直流，大小為10A，開啟硫酸鈣靶材的電源，大小為5A，處理結(jié)束后，關(guān)掉處理臺(tái)和靶臺(tái)以及霍爾等離子體源的電源，并在這一條件下保持60分鐘，通入大氣使真空腔回復(fù)到大氣壓，即可獲得所需的抗感染和生物相容性的醫(yī)用PLA薄膜。顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求
1.采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法，其特征在于，包括以下步驟1)將醫(yī)用高分子材料固定或移動(dòng)經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空室內(nèi)的處理臺(tái)；2)密封真空室，抽真空到本底真空度；3)通入氣體；4)開啟處理臺(tái)和靶臺(tái)的電源，處理材料，得到具有抗感染性和生物相容性的醫(yī)用高分子材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法，其特征在于，所述步驟4)還包括開啟等離子體源的電源處理材料0. 001 5小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法，其特征在于，所述醫(yī)用高分子材料包括聚酯、聚烯烴、聚氨酯、聚酰胺、纖維素中的一種或兩種以上共混物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法，其特征在于，所述醫(yī)用高分子材料包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、纖維素、聚醚醚酮、殼聚糖、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙醇酸、聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚酰胺-66、聚酰胺-6中的一種或兩種以上共混物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法，其特征在于，所述氣體包括氮?dú)狻睔?、氧氣、氫氣、氯氣、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、乙醇?xì)怏w、丙酮?dú)怏w、水蒸汽、四氯甲烷氣體、二氯甲烷氣體、醋酸氣體、丙烯酸氣體中的一種或兩種以上氣體與氬氣的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法，其特征在于，所述真空室內(nèi)通入氣體后的真空度維持在1. OX IO2 1.0X 10_2Pa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法，其特征在于，所述靶臺(tái)上放置靶材；所述靶材包括銀、金、鋁、鎂、鋅、鈦、銅、鐵、碳、磷、鈣及它們的化合物、羥基磷灰石中的一種或兩種以上混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法，其特征在于，所述靶材為含量99%的鋅、含量99%的銀、含量99%的鈦、羥基磷灰石中的一種或兩種以上混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法，其特征在于，所述等離子體源包括霍爾等離子體源、射頻等離子體源、微波等離子體源；所述等離子體源的頻率為1 50MHz，功率為0. 001 3000W。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法，其特征在于，所述醫(yī)用高分子材料移動(dòng)是將醫(yī)用高分子材料以移動(dòng)速率為0. 1 100厘米/秒經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空室內(nèi)的處理臺(tái)；所述處理臺(tái)的溫度控制在25 250°C ；所述靶臺(tái)電源為直流電源或脈沖電源，電流大小為0. 0001 10A。
全文摘要
本發(fā)明公開了采用磁控濺射技術(shù)制備醫(yī)用高分子材料的方法；該方法通過將醫(yī)用高分子材料固定或移動(dòng)經(jīng)過磁控濺射設(shè)備的真空室內(nèi)的處理臺(tái)，抽真空，通入氣體，開啟處理臺(tái)、靶臺(tái)的電源，處理，得到具有高的表面抗感染性和生物相容性的醫(yī)用高分子材料；該方法操作簡單，不影響材料本體的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)，處理后得到的高分子材料表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有長效、廣譜的抗感染性能，而且細(xì)胞相容性不低于材料本身固有的生物相容性。
文檔編號(hào)C08J7/00GK102392344SQ20111019084
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者季君暉, 張維, 王懷雨 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所