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低溫plasma工藝生物醫學金屬材料改性應用
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發布時間：
2023-06-21
低溫plasma工藝生物醫學金屬材料改性應用：
隨著基礎產業和高科技產品的發展，人們對高質量、高效率的表面改性和涂層技術的需求正在深入發展。隨著國內外相關學科的相互促進，金屬生物材料的表面改性和涂層技術的模擬和性能預測取得了突破。低溫等離子體技術表面改性和涂層技術作為新型金屬生物材料開發的重要組成部分，已滲透到傳統工業和高科技產業部門，根據應用要求，進一步推動表面功能涂層技術的發展。在低溫等離子體表面改性技術中，根據使用要求對材料表面進行設計，對材料表面性能參數進行切割，使其符合特殊要求，進一步預測表面覆蓋層的組織結構和性能，是一個重要的研究方向。不同類型的等離子體化學氣相沉積(PCVD)這是當今研究機構與大學競相開展的一項具有挑戰性的研究課題，國外對等離子體化學氣相沉積(PCVD)計算機模擬研究和其他表面改性方法，模擬PCVD過程，采用宏觀和微觀多層次模型，模擬和預測等離子體工藝和涂層的各種性能和基體的結合力；計算機模擬金屬表面滲層的性能應力，可以更好地控制和優化工藝流程。在20世紀的半個世紀里，物理思想和方法主導著新材料的發現和材料制備。自20世紀50年代以來，分子生物學的思想和方法迅速被認定為新材料生長、發現和結晶的指導思想。&鑒于大部分生物反應發生在材料的界面和表面，生物學家將表面科學引入生物學，對生物醫學材料的發展起著至關重要的作用。生物醫學材料和設備具有拯救人類生命的能力，巨大的商業價值強烈刺激了大量研究。鑒于低溫等離子體技術在生物醫學材料的生長和生物醫學設備的制造方面具有獨特的優勢和潛力，如果二者有機結合，生物醫學技術的革命性發展可能在21世紀實現。
未來，隨著國內外等離子體表面改性技術的發展，結合生物醫學工程的需要和現狀，包括低溫plasma工藝氣相沉積技術和設備、表面涂裝工藝和質量的數值模擬、優化控制的研發等，將重點發展一批先進適用的金屬材料表面功能覆蓋關鍵技術。我們所說的生物醫學材料，是指生物醫學研究和醫學實踐中涉及的與生物相容的材料，包括人工器官的制造材料、生物傳感材料、體內移植設備的外表面材料以及一些醫療設備使用的材料。
新設計的材料不僅具有所需的身體性質，而且具有所需的表面性質，這是相當困難的。鑒于生物體對材料表面的反應主要取決于材料表面的化學性質和分子結構，因此可以選擇現有的具有所需身體性質的材料進行表面改性，使其具有所需的生物相容性，從而達到上述目的。例如，一些大分子聚合物具有與人體器官相似的機械性能，但不具有生物相容性，因此需要進行表面改性，并在表面固定特定的功能組，以達到與生物相容的目的。
總而言之，低溫plasma技術在金屬生物材料表面改性和表面膜合成方面的研究中得到了很多科學家的應用，但是這些研究大多還處于開發或試驗階段。隨著等離子體理論研究的深入和工藝問題的解決，低溫等離子體表面改性技術必將提高金屬材料的生物性能，降低毒性，在醫學上發揮積極作用。此外，對材料表面進行選擇性改性，使其具有特定的功能，因此需要改變和控制表面的功能組。我們稱這種改變現有材料表面的方法為界面設計，以達到相應的生物相容性。不同生物材料的界面設計具有不同的挑戰性。這種挑戰來源于不同的表面功能和被識別的生物。我們應該根據需要選擇合適的功能組，并選擇合適的技術將這些功能組引入表面。對于許多現有材料來說，低溫plasma工藝聚合和等離子體聚合接枝技術是一種非常有效的改變。
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