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低温plasma工艺生物医学金属材料改性应用

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发布时间：

2023-06-21

低温plasma工艺生物医学金属材料改性应用：
随着基础产业和高科技产品的发展，人们对高质量、高效率的表面改性和涂层技术的需求正在深入发展。随着国内外相关学科的相互促进，金属生物材料的表面改性和涂层技术的模拟和性能预测取得了突破。低温等离子体技术表面改性和涂层技术作为新型金属生物材料开发的重要组成部分，已渗透到传统工业和高科技产业部门，根据应用要求，进一步推动表面功能涂层技术的发展。在低温等离子体表面改性技术中，根据使用要求对材料表面进行设计，对材料表面性能参数进行切割，使其符合特殊要求，进一步预测表面覆盖层的组织结构和性能，是一个重要的研究方向。不同类型的等离子体化学气相沉积(PCVD)这是当今研究机构与大学竞相开展的一项具有挑战性的研究课题，国外对等离子体化学气相沉积(PCVD)计算机模拟研究和其他表面改性方法，模拟PCVD过程，采用宏观和微观多层次模型，模拟和预测等离子体工艺和涂层的各种性能和基体的结合力；计算机模拟金属表面渗层的性能应力，可以更好地控制和优化工艺流程。在20世纪的半个世纪里，物理思想和方法主导着新材料的发现和材料制备。自20世纪50年代以来，分子生物学的思想和方法迅速被认定为新材料生长、发现和结晶的指导思想。&鉴于大部分生物反应发生在材料的界面和表面，生物学家将表面科学引入生物学，对生物医学材料的发展起着至关重要的作用。生物医学材料和设备具有拯救人类生命的能力，巨大的商业价值强烈刺激了大量研究。鉴于低温等离子体技术在生物医学材料的生长和生物医学设备的制造方面具有独特的优势和潜力，如果二者有机结合，生物医学技术的革命性发展可能在21世纪实现。
未来，随着国内外等离子体表面改性技术的发展，结合生物医学工程的需要和现状，包括低温plasma工艺气相沉积技术和设备、表面涂装工艺和质量的数值模拟、优化控制的研发等，将重点发展一批先进适用的金属材料表面功能覆盖关键技术。我们所说的生物医学材料，是指生物医学研究和医学实践中涉及的与生物相容的材料，包括人工器官的制造材料、生物传感材料、体内移植设备的外表面材料以及一些医疗设备使用的材料。
新设计的材料不仅具有所需的身体性质，而且具有所需的表面性质，这是相当困难的。鉴于生物体对材料表面的反应主要取决于材料表面的化学性质和分子结构，因此可以选择现有的具有所需身体性质的材料进行表面改性，使其具有所需的生物相容性，从而达到上述目的。例如，一些大分子聚合物具有与人体器官相似的机械性能，但不具有生物相容性，因此需要进行表面改性，并在表面固定特定的功能组，以达到与生物相容的目的。
总而言之，低温plasma技术在金属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学家的应用，但是这些研究大多还处于开发或试验阶段。随着等离子体理论研究的深入和工艺问题的解决，低温等离子体表面改性技术必将提高金属材料的生物性能，降低毒性，在医学上发挥积极作用。此外，对材料表面进行选择性改性，使其具有特定的功能，因此需要改变和控制表面的功能组。我们称这种改变现有材料表面的方法为界面设计，以达到相应的生物相容性。不同生物材料的界面设计具有不同的挑战性。这种挑战来源于不同的表面功能和被识别的生物。我们应该根据需要选择合适的功能组，并选择合适的技术将这些功能组引入表面。对于许多现有材料来说，低温plasma工艺聚合和等离子体聚合接枝技术是一种非常有效的改变。