利用等离子体技术改善 pmma 人工晶状体

应用表面与胶体化学教育部重点实验室Key Laboratory of Applied Chemistry amp Colloid Chemistry MOE

第 13 届全国等离子体科学技术会议中国成都

利用等离子体技术改善 PMMA

人工晶状体

报告人张丽华

陕西师范大学化学与材料科学学院



研究背景研究背景

生物医用高分子材料生物相容性

组织相容性

血液相容性

硬组织

植入物

临床用医疗材料

减少组织反应免疫反应和细

胞附着

肝素结合方式混合结合方式

共价结合

离子结合

等离子体法

臭氧活化法

光化学固定法




等离子体处理的优点

省能源无公害

作用深度仅涉及表面极薄一层使界面物性显著改善而材料体相却不受影响

处理效果的持续时间比较长




人工晶状体

PMMA 人工晶状体

水凝胶人工晶状体

硅凝胶人工晶状体

丙烯酸酯聚合物人工晶状体

记忆人工晶状体

注塑式人工晶状体

H2C C

CH3

COOCH3

n

PMMA 结构

肝素（ Hp ）结构



实验步骤实验步骤

PMMA等离子体预处理预处理后

PMMA

① PEG 等离子体处理 ② Hp 等离子体处理 ③ PEG 和 Hp 等离子

体处理修饰后 PMMA

ATR-FTIR

CA

SEM

UV-Vis

XPS OM



结果与讨论结果与讨论ATR-FTIR

PMMA(a) 和 PEG-PMMA(b) 的 ATR-FTIR 图谱

34333

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Tra

nsm

ittan

ce (

)

Wavelength (cm-1)

a

b



结果与讨论结果与讨论XPS

PMMA(a) PEG-PMMA(b) Hp-PMMA(c) PEG-Hp-PMMA(d) Na1s(e) 和 N1s(f)

的 XPS 图谱

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s

Binding energy (eV)

d

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s

Binding energy (eV)1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1sNa1s

O1s N1sN1s

C1s

Na2sNa2s

Binding energy (eV)

d



结果与讨论结果与讨论

不同 PMMA 样品的表面元素含量

样品 C () O () N () S () Na ()

PMMA 7744 2256 0 0 0

PEG-PMMA

8275 1725 0 0 0

Hp-PMMA 7834 1948 137 042 039

PEG-Hp-PMMA

8069 1673 171 029 057

XPS




CA

接触角测量结果




OM

PMMA(a) PEG-PMMA(b) Hp-PMMA(c) 和 PEG-Hp-PMMA(d) 的血小板黏附 OM 照片 (times200)

a b c d




SEM

PMMA(a) PEG-PMMA(b) Hp-PMMA(c) 和 PEG-Hp-PMMA(d) 的 SEM 照片

a b c d




UV-Vis

PMMA(a) PEG-PMMA(b) Hp-PMMA(c) 和 PEG-Hp-PMMA(d)的 UV-Vis 谱图



机理探讨机理探讨

OH Hp

Ar plasma

AirO

OH

O

OH

O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

O

PMMA

O

O

O

HOO

OH



结论结论

ART-FTIR 和 XPS 分析可知 PEG Hp PEG 和 Hp 已固定在 P

MMA 表面接触角测定得出 PEG-PMMA 和 Hp-PMMA 的亲水性明显改善血小板黏附的显微镜观察看出 PEG-PMMA Hp-PMMA 和 PE

G-Hp-PMMA 上黏附的血小板减少紫外可见近红外光谱可知键合 PEG Hp PEG 和 Hp 可以有效

地降低 PMMA 在紫外范围内的透光率



致谢

感谢郑州爱邦眼科器械有限责任公司的经费支持

感谢国家自然科学基金委的经费支持

Thanks for your attention

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生物医用高分子材料生物相容性

组织相容性

血液相容性

硬组织

植入物

临床用医疗材料

减少组织反应免疫反应和细

胞附着

肝素结合方式混合结合方式

共价结合

离子结合

等离子体法

臭氧活化法

光化学固定法





省能源无公害






人工晶状体







H2C C

CH3

COOCH3

n

PMMA 结构






PMMA



ATR-FTIR

CA

SEM

UV-Vis

XPS OM





34333

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Tra

nsm

ittan

ce (

)

Wavelength (cm-1)

a

b





的 XPS 图谱

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s

Binding energy (eV)

d

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s


Na1sNa1s

O1s N1sN1s

C1s

Na2sNa2s

Binding energy (eV)

d





样品 C () O () N () S () Na ()

PMMA 7744 2256 0 0 0

PEG-PMMA

8275 1725 0 0 0

Hp-PMMA 7834 1948 137 042 039

PEG-Hp-PMMA

8069 1673 171 029 057

XPS




CA





OM


a b c d




SEM


a b c d




UV-Vis





OH Hp

Ar plasma

AirO

OH

O

OH

O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

O

PMMA

O

O

O

HOO

OH



结论结论







致谢




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省能源无公害






人工晶状体







H2C C

CH3

COOCH3

n

PMMA 结构






PMMA



ATR-FTIR

CA

SEM

UV-Vis

XPS OM





34333

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Tra

nsm

ittan

ce (

)

Wavelength (cm-1)

a

b





的 XPS 图谱

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s

Binding energy (eV)

d

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s


Na1sNa1s

O1s N1sN1s

C1s

Na2sNa2s

Binding energy (eV)

d





样品 C () O () N () S () Na ()

PMMA 7744 2256 0 0 0

PEG-PMMA

8275 1725 0 0 0

Hp-PMMA 7834 1948 137 042 039

PEG-Hp-PMMA

8069 1673 171 029 057

XPS




CA





OM


a b c d




SEM


a b c d




UV-Vis





OH Hp

Ar plasma

AirO

OH

O

OH

O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

O

PMMA

O

O

O

HOO

OH



结论结论







致谢




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人工晶状体







H2C C

CH3

COOCH3

n

PMMA 结构






PMMA



ATR-FTIR

CA

SEM

UV-Vis

XPS OM





34333

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Tra

nsm

ittan

ce (

)

Wavelength (cm-1)

a

b





的 XPS 图谱

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s

Binding energy (eV)

d

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s


Na1sNa1s

O1s N1sN1s

C1s

Na2sNa2s

Binding energy (eV)

d





样品 C () O () N () S () Na ()

PMMA 7744 2256 0 0 0

PEG-PMMA

8275 1725 0 0 0

Hp-PMMA 7834 1948 137 042 039

PEG-Hp-PMMA

8069 1673 171 029 057

XPS




CA





OM


a b c d




SEM


a b c d




UV-Vis





OH Hp

Ar plasma

AirO

OH

O

OH

O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

O

PMMA

O

O

O

HOO

OH



结论结论







致谢




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PMMA



ATR-FTIR

CA

SEM

UV-Vis

XPS OM





34333

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Tra

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ce (

)

Wavelength (cm-1)

a

b





的 XPS 图谱

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s

Binding energy (eV)

d

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s


Na1sNa1s

O1s N1sN1s

C1s

Na2sNa2s

Binding energy (eV)

d





样品 C () O () N () S () Na ()

PMMA 7744 2256 0 0 0

PEG-PMMA

8275 1725 0 0 0

Hp-PMMA 7834 1948 137 042 039

PEG-Hp-PMMA

8069 1673 171 029 057

XPS




CA





OM


a b c d




SEM


a b c d




UV-Vis





OH Hp

Ar plasma

AirO

OH

O

OH

O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

O

PMMA

O

O

O

HOO

OH



结论结论







致谢




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34333

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Tra

nsm

ittan

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)

Wavelength (cm-1)

a

b





的 XPS 图谱

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s

Binding energy (eV)

d

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s


Na1sNa1s

O1s N1sN1s

C1s

Na2sNa2s

Binding energy (eV)

d





样品 C () O () N () S () Na ()

PMMA 7744 2256 0 0 0

PEG-PMMA

8275 1725 0 0 0

Hp-PMMA 7834 1948 137 042 039

PEG-Hp-PMMA

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XPS




CA





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SEM


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OH Hp

Ar plasma

AirO

OH

O

OH

O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

O

PMMA

O

O

O

HOO

OH



结论结论







致谢




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的 XPS 图谱

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

Na2s

Binding energy (eV)

d

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Na1s

O1s N1s

C1s

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Na1sNa1s

O1s N1sN1s

C1s

Na2sNa2s

Binding energy (eV)

d





样品 C () O () N () S () Na ()

PMMA 7744 2256 0 0 0

PEG-PMMA

8275 1725 0 0 0

Hp-PMMA 7834 1948 137 042 039

PEG-Hp-PMMA

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XPS




CA





OM


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SEM


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UV-Vis





OH Hp

Ar plasma

AirO

OH

O

OH

O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

O

PMMA

O

O

O

HOO

OH



结论结论







致谢




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样品 C () O () N () S () Na ()

PMMA 7744 2256 0 0 0

PEG-PMMA

8275 1725 0 0 0

Hp-PMMA 7834 1948 137 042 039

PEG-Hp-PMMA

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XPS




CA





OM


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SEM


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UV-Vis





OH Hp

Ar plasma

AirO

OH

O

OH

O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

O

PMMA

O

O

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HOO

OH



结论结论







致谢




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CA





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SEM


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UV-Vis





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Ar plasma

AirO

OH

O

OH

O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

O

PMMA

O

O

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HOO

OH



结论结论







致谢




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OM


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SEM


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UV-Vis





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Ar plasma

AirO

OH

O

OH

O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

O

PMMA

O

O

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HOO

OH



结论结论







致谢




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SEM


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OH Hp

Ar plasma

AirO

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O

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O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

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PMMA

O

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OH



结论结论







致谢




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UV-Vis





OH Hp

Ar plasma

AirO

OH

O

OH

O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

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PMMA

O

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HOO

OH



结论结论







致谢




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OH Hp

Ar plasma

AirO

OH

O

OH

O OPEG

Ar plasmaOO HO OH

Ar plasma

O

PMMA

O

O

O

HOO

OH



结论结论







致谢




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结论结论







致谢




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致谢




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利用等离子体技术改善 pmma 人工晶状体

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