聚己內酯(polycaprolactone,簡稱PCL)在眾多組織工 程中被廣泛應用,包括但不限于心臟瓣膜置換術、骨骼工程和軟組織工程、神經組織。PCL溶解性優異,熔點低(59-64D,還具有優異的 粘彈性和出色的混合相容性,相對便宜的原材料價格,良好的體積重量比、機械 強度、環境穩定性,通過3D打印可以制造出各種復雜的幾何結構。
常用的等離子體通常指低溫等離子體,電離密度小于1%,部分氣體分子被電離,電子和粒子的能量適當而沒有多余的熱效應。低溫等離子體處理可以改善細胞活力、增殖和分化,可以在生物材料表面進行均勻的物理和化學改性,此外,受等離子體處理影響的區域的典 型厚度范圍從幾百埃到幾百納米,深度穿透很?、?,不會改變材料的原始特性。等離子體不僅能夠通過刻蝕和嫁接活性基團清潔和活化材料表面,還可以通過激發聚合反應在材料表面沉積均勻的變層。
等離子體聚合反應過程中,等離子體作為引發介質保持活性。因此,當單體碰到等離子體內的活性物質時,將在基材表面和單體上產生反應位點。與傳統聚合物化學中發現的自由基引發機制相反,低溫等離子體對單體化學鍵的作用不具有特異性。因此,相比傳統方法沉積的薄膜,等離子體沉積薄膜具有高度交聯、無針孔以及完全無定形的特點,幾乎可以附著在任何材料表面。并且通過 等離子體參數的變化,如改變放電功率和單體濃度等,可以精確控制成膜的官能團數量。這在生物醫學應用領域非常有意義,因為官能團密度的差異可以在細胞 內和細胞間的活動中起到關鍵作用。

等離子體活化是通過將改性氣體引入反應器中對待改性表面進行改性的技 術。利用電能將氣體電離成高活性化學物質的混合物,包括自由基、電子、離子和亞穩態活性物質。這些活性物質可以破壞聚合物材料表面的化學鍵,并用其他所需要的化學基團來取代原先的化學鍵。不同的氣體電離得到的官能團不同,一般有羥基、舞基、栽基和胺基等。由此可以通過改變工作氣體在材料表面引入不 同的官能團。想要引入胺基,常見的工作氣體有氮氣和氨氣,故此處使用這兩種氣體作為工作氣體。值得注意的是,這種改性方式最大限度地保留了聚合物原來的性質,僅改變了最頂層20A范圍內的化學組成。等離子體輔助胺基沉積技術可以得到纖薄、無針孔、無定形態的活性胺基化薄膜。由于沉積層富含胺基,所以具有很好的生物活性。
能量密度?的改變可以有意地調節交聯度。注入能量不僅會影響等離子體中 電子引發的片段碰撞次數,還會影響等離子體聚合物的生長,如它的交聯度。能 量高時,由于碰撞加劇,前驅體破裂分段增加,小分子量的自由基增加,獲得的 等離子體聚合物更加交聯;能量較小時,等離子體聚合物則表現出與傳統聚合物相似的化學結構。在保留前驅體化學結果和追求溶解度之間折衷,注入能量不宜 過大也不宜過小。