>>>>>>等離子體技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用1
微流體裝置和親水性
表面能是一種決定浸潤性、生物污染易感性等因素的材料性能,。通常,，具有高表面能的材料是親水性的，對血漿,、細菌細胞懸浮液,、緩沖液、油墨,、膠水等流體以及各種吸附物和涂層具有浸潤性,。另一方面，低能量的表面稱為疏水性,，具有“不粘”的特性,。將在下面討論這些“不粘”表面。
通常,，微流體裝置需要親水性的表面以便于分析物可以持續(xù)平緩的流經(jīng)微通道而到達探測和處理部件,。這種流動可通過各種抽吸、電滲透,、熱量,、機械等方法來實現(xiàn)。與培養(yǎng)基（見下面）一樣,，微射流器件由疏水性的聚合材料（丙烯酸,、聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成,。由這些材料的疏水性導(dǎo)致的一個主要問題就是在微通道中捕集的氣泡抑制了液體的流動,。即便通道用酒精和緩沖液處理過，仍存在氣泡問題,。用等離子體處理可以氧化微通道的表面,，使它們變成親水性，從而防止氣泡的形成,。電動抽吸時的表面電荷密度同樣會影響流動速率,。電動抽吸通過把電能轉(zhuǎn)換為動能的電反應(yīng)原理來驅(qū)動流體通過微通道。帶電表面會吸引電解液中的帶有反性電荷的微粒,。這樣可以使這些微粒仍保留在流體中,，通過電動抽吸而更容易的通過通道。等離子體可以有效地促進帶電表面的電泳或電滲透流動,。
免疫測定,、微陣列和組織培養(yǎng)基
用于臨床診斷基片的平臺，例如免疫測定,、微陣列和細胞培養(yǎng)基等主要是由合成聚合物制作的,。從工業(yè)上來說,，這些材料具有很好的惰性、穩(wěn)定的機械性以及很低的成本同時,，它們的表面性能也有固有的局限性,。尤其是它們沒有合適的結(jié)合點來使生物活化分子或細胞有效的固著在它們的表面。對于固定生物材料以及體外細胞培養(yǎng)來說,，有力,、均勻分配的結(jié)合點是十分重要的先決條件,。為了改進合成聚合物平臺的性能,，以便于細胞繁殖和雙分子的吸附，必須對它們的表面進行改性,。這里我們將討論等離子體在對這些分析裝置進行表面改性時所扮演的角色,。
等離子體提高細胞生長率
組織培養(yǎng)（細胞取自于動物或植物）在體外生長需要營養(yǎng)、激素,、以及其他生長因素,，而這些都可以在體內(nèi)被自然的提供。黏附在固體表面的組織細胞繁殖擴散到富含營養(yǎng)的液體培養(yǎng)基中,，例如血清（以動物細胞為例）,。培養(yǎng)基的表面性能必須能夠使細胞均勻的黏附和生長。盡管如此,，在調(diào)節(jié)表面性能之前,，必須去除它們的污染物。通過冷卻來去除細胞培養(yǎng)平臺的脫模劑,、揮發(fā)性的碳氫化合物以及其他污染元素,，這也是使用等離子體所需的合適環(huán)境。
用于制造培養(yǎng)基的聚合材料固有的疏水性不利于組織細胞的黏附,。因此,，需要一個親水的表面。氧化性的等離子體用于增加表面的氧官能團,，從而增加它們的極性,，使它們趨向于親水。親水性的表面可以誘導(dǎo)組織細胞的吸附,。親水性表面吸附組織細胞,，誘導(dǎo)它們被吸附。當(dāng)需要特殊的化學(xué)性能時,，可以進行化學(xué)接枝或聚合一些含有所需官能團的單體,。我們將在下面的章節(jié)中更加詳細的討論這一點。
粗糙的表面具有更大的表面積,，在理論上等于含有更多的可以結(jié)合細胞的位置,。由于通常情況下細胞的大小在10μm的級別,，因此表面的微粗糙化可以顯著的提高細胞粘合。納米級別的表面粗糙化并不能有效地提高細胞的粘合,，因為相對來說尺寸更大的細胞并不能利用這些增加的納米級的表面積,。然而，一個真實的例子是,，納米級別的粗糙化可以誘導(dǎo)藥物發(fā)生分化和凋亡,。雖然還不清楚具體的原因（可能的原因包括增加了細胞受體的數(shù)量以及提高了通往核子的信號路徑），但這對于改進注入裝置上的組織支架的發(fā)展存在重要意義,。
在等離子體環(huán)境下表面的形態(tài)可以被選擇性的改變,，既可以通過提高離子撞向表面的加速度，也可以通過化學(xué)刻蝕工藝,。電容耦合射頻等離子體中的離子通常情況下是網(wǎng)狀方向性的向基體移動,。這取決于離子和電子對于產(chǎn)生等離子體的電場極性改變的反應(yīng)時間。由于電子比離子輕的多,，電子的反應(yīng)要更快,。因此，置于電子移動路徑內(nèi)的基體在等待正離子到達時將帶有負電,。由于帶有負電荷表面的靜電吸引作用,，正離子將加速移向該表面。通過碰撞,，這些離子將能夠去除表面上的材質(zhì),。氬氣很適合用這種方法來微粗糙化表面?？梢酝ㄟ^設(shè)置等離子體的能量和壓力來控制加速離子的能量,。例如，使壓力提高一毫托可以很明顯的減少離子的碰撞能量（假如碰撞能量沒有被完全消除）,，這樣便可以去掉等離子體對表面的粗糙作用,。相對于剛才所說的氬氣，氧氣等離子體工藝要輕微得多,，它的輕微的化學(xué)刻蝕作用可以用來對聚合材料進行納米級別的粗糙化,。
總之，用等離子體進行表面清潔,、活化以及微粗糙化后的綜合效果可以增加細胞黏附（與未處理的基體相比最多可增加30%）,，使細胞分布的更加均勻。
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