专利名称：采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种医用高分子材料的处理方法，尤其是涉及一种采用磁控溅射技术制备具有高抗感染性和生物相容性的医用高分子材料的方法。
背景技术：
现在使用的伤口敷料、烧伤敷料、创口贴敷料、手术服、病人衣服、医疗高分子介入性器械等医用高分子材料，都是由聚酯性聚合物、聚烯烃类聚合物、多糖类聚合物、聚胺酯类、纤维素类等聚合物研制而成。在实际使用过程中，这些材料与伤口、烫伤皮肤、体内组织相接触，但常常因为它们不具有抗感染性能和较差的生物相容性导致伤口或组织发生感染或炎症现象，进一步导致伤口愈合和组织的再生困难。例如，伤口贴膜为聚乙烯无纺布材料，使用过程中除了需要它保护伤口不受外界影响，还需要它能够杀死或抑制伤口附近的感染细菌，以及具有优异的生物相容性，以给伤口细胞或组织创造一个良好的再生微环境。目前，提高医用高分子材料的抗感染性能和生物相容性的主要方法包括在本体材料中加入抗菌剂和生物相容剂、在材料表面涂敷抗菌剂和细胞生长因子等两种方法。本体材料中加入抗菌剂和生物相容剂是指在材料加工前，将有机或无机的抗菌剂或抗生素以及生物相容剂作为填料加入材料中，从而实现改善本体材料的抗感染性能和生物相容性。这一方法不仅影响材料本身的加工性能，而且往往会因为加工温度过高造成抗感染剂或生物相容剂的部分分解。例如，在材料中加入三氯生抗菌剂，当加工温度高于200度时，一部分三氯生分解生成二噁英，同时一部分三氯生从本体材料中析出，严重影响了医用高分子材料的生物相容性和细胞毒性。在材料表面进行涂层或浸渍抗菌剂、抗生素或生长因子，可以使材料表面形成抗菌层、提高其生物相容性。但其加工过程中存在“三废”现象；往往在体液作用下，抗菌剂与材料的结合力不够，同时抗感染剂的析出也会影响材料的生物相容性，而且抗菌效果也难持久。例如，专利含银聚氨酯脲溶液(US2009253^6-A1 ；CN101555349-A)和专利沉积产物，复合材料及其生产工艺(Deposition Products,Composite Materials and Processes forthe Production Thereof, US2008233161-A1)采用浸涂的方法将银或各种价态的银化合物涂布在高分子材料表面，但大量银脱落进入体液会导致抗菌的持久性变差。由上可知，目前提高医用高分子材料抗感染性能的方法，往往都是以牺牲材料本身的生物相容性或细胞毒性为代价。因此需要提供一种能同时提高医用高分子材料表面抗感染性能和生物相容性的方法。磁控溅射技术是一种以金属、玻璃、陶瓷为基材的表面镀膜技术，由它制备的膜具有膜层结构均勻、致密，性能优良，薄膜与基底材料附着牢度高，沉积速度快，易于溅射任何物质，不改变基材性质，无环境污染等优点，目前已在机械、电子和陶瓷等领域已得到越来越广泛的应用。高分子材料作为材料的一大分支，由于其基体的柔软性提高了磁控溅射表面镀膜的难度，相关专利较少，例如，一种在塑料衬底上沉积金属或硬质装饰膜的方法(申请号为200910112273. 4)和一种塑料镀铬方法(申请号为200910153277. 7)。目前，磁控溅射应用于医用高分子材料领域鲜有报道。众所周知，高分子材料表面化学状态对其抗感染性和生物相容性都有着重要影响。因此，本发明致力于阐明一种采用磁控溅射技术处理医用高分子材料表面方法，以此获得抗感染性和生物相容性的医用高分子材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法;该方法通过将医用高分子材料固定或移动经过磁控溅射设备的真空室内的处理台，抽真空，通入气体，开启处理台、靶台的电源，处理，得到具有高的表面抗感染性和生物相容性的医用高分子材料；本方法操作简单，不影响材料本体的物理化学结构，处理后得到的高分子材料表面结构稳定，具有长效、广谱的抗感染性能，而且细胞相容性不低于材料本身固有的生物相容性。为解决上述技术问题，本发明提供一种采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法，包括以下步骤1)将医用高分子材料固定或移动经过磁控溅射设备的真空室内的处理台；2)密封真空室，抽真空到本底真空度；3)通入气体；4)开启处理台和靶台的电源，处理材料，得到具有高抗感染性和生物相容性的医用高分子材料。进一步地，所述步骤4)还包括开启等离子体源的电源处理材料0. 001 5小时；所述等离子体源包括霍尔等离子体源、射频等离子体源、微波等离子体源。所述等离子体源的频率为1 50MHz，功率为0. 001 3000W。进一步地，所述医用高分子材料是应用于医疗器械、医疗设施、医疗辅具、人工脏器的高分子材料；包括聚酯、聚烯烃、聚氨酯、聚酰胺、纤维素中的一种或两种以上共混物；优选地，包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、纤维素、聚醚醚酮、壳聚糖、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙醇酸、聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚酰胺-66、聚酰胺-6中的一种或两种以上共混物。所述医用高分子材料移动是将医用高分子材料以移动速率为0. 1 100厘米/秒经过磁控溅射设备的真空室内的处理台。进一步地，所述气体包括氮气、氨气、氢气、氧气、氯气、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、乙醇气体、丙酮气体、水蒸汽、四氯甲烷气体、二氯甲烷气体、醋酸气体、丙烯酸气体中的一种或两种以上气体与氩气的混合物。所述通入气体可同时通入各种气体，也可先后不同时间或间歇式通入各种气体。所述真空室内通入气体后的真空度维持在1. OX IO2 1. OX 10_2Pa。进一步地，所述靶台上放置靶材；所述靶材包括银、金、铝、镁、锌、钛、铜、铁、碳、磷、钙及它们的化合物、羟基磷灰石中的一种或两种以上混合物。优选地，所述靶材为含量99%的锌、含量99%的银、含量99%的钛、羟基磷灰石中的一种或两种以上混合物。所述高分子材料与靶材的距离在2 50cm。当磁控溅射设备拥有一个或多个靶材时，可以同时开启所有靶材的电源，也可以间隔0 5小时相继开启各个靶材的电源。
所述等离子体源、处理台和靶台的电源，可以同时开启，也可以先后开启。所述处理台温度控制在25 250°C。所述靶台电源为直流电源或脉冲电源，电流大小为0. 0001 IOA0所述抗感染性是指采用磁控溅射技术制备的医用高分子材料表面部分对细菌的抗感染率达到90%以上；细菌种类包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌、白色念球菌、肺炎球菌、克雷伯菌、墨绿球菌。所述生物相容性是指采用磁控溅射技术制备的医用高分子材料表面有利于细胞和组织的生长繁殖，处理后材料表面的生物相容性不低于处理前材料的生物相容性。本发明具有以下有益效果1、本发明在磁控溅射设备中通入气体，在磁场控制下将靶材溅射出来，沉积或注入到医用高分子材料的表面，提高了医用高分子材料的抗感染性能，同时保障了材料表面的生物相容性。2、本发明利用等离子体修饰医用高分子材料表面的化学结构，使其不仅有利于细胞和组织生长繁殖，而且延长了抗菌效果的作用。同时，通过磁控溅射将抗感染元素(如银、锌、铜等)沉积到医用高分子材料表面，与等离子体生成的化学结构产生相互作用，稳定了抗感染元素在医用高分子表面的化学和物理状态，两者相互协调作用，不仅提高了医用高分子材料的抗感染性能，而且保障了材料表面的生物相容性。3、本发明操作简单，不影响材料本体的物理化学结构。4、本发明处理后得到的高分子材料表面结构稳定，具有长效、广谱的抗感染性能，而且细胞相容性不低于材料本身固有的生物相容性。
图1为实施例1处理材料的示意图；图2为实施例1制得的PE无纺布伤口敷料XPS图；图3为实施例1制得的PE无纺布伤口敷料对大肠杆菌作用的抗菌率图；图4为实施例1制得的PE无纺布伤口敷料与未经本发明方法处理的材料表面成纤维细胞的生长繁殖情况图。
具体实施例方式实施例1采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将厚度为1 μ m的PE无纺布伤口敷料以4米/分钟移动经过磁控溅射设备的真空腔内的处理台，将一银靶材装在靶台上，PE无纺布伤口敷料与磁控溅射的靶材的距离为6cm,然后密封设备真空腔，并抽真空到1 X 10_5Pa时，通入20. OSCCM的氮气和20. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在0. 5Pa左右，开启处理台电源，处理台温度控制在50°C左右，开启霍尔等离子体源，功率为300W，开启靶台的脉冲电流，大小为1A，处理结束后，关掉处理台和靶台的电源，并在这一条件下保持10分钟后关掉霍尔等离子体源，通入大气使真空腔回复到大气压，即获得所需的PE无纺布伤口敷料。图1为实施例1处理材料的示意图。图2为对实施例1制得的PE无纺布伤口敷料进行XPS测试，获得的表面高分辨Cls化学组成图；从图中可以看出，经等离子体处理和磁控溅射后，材料的表面化学结构发生了很大的变化，产生了大量的含氮、氧官能基团。图3为实施例1制得的PE无纺布伤口敷料对浓度为lxl04CFU/ml的大肠杆菌的抗感染性能；从图中可以看出，经本发明方法处理后的PE无纺布伤口敷料抗菌率为99.9%，甚至在将其在37°C条件下的模拟体液(SBF)中浸泡10天后，其对大肠杆菌的抗菌率仍然维持在90%以上。图4为本发明制得的PE无纺布伤口敷料(图中为处理样品)表面与未修饰样品(图中为未处理样品)表面成纤维细胞的生长繁殖情况图；从图中可以看出，成纤维细胞在处理样品表面的生长繁殖速率及细胞数量均优于未处理样品。实施例2采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将厚度为0. 5 μ m的PLA薄膜固定在磁控溅射设备的真空腔内的处理台上，将银靶和锌靶各一靶材装在靶台上，PLA薄膜与磁控溅射的靶材的距离为20cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到5X KT4Pa时，通入10. OSCCM的氨气、10. OSCCM醋酸气体和20. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在10 左右，开启处理台的电源，处理台温度控制在60°C左右，开启射频等离子体源，功率为500W，处理5分钟后，再开启靶台的直流，大小为10A，处理5秒钟后，关掉处理台和靶台以及射频等离子体源的电源，并在这一条件下保持60分钟，通入大气使真空腔回复到大气压，即可获得所需的抗感染和生物相容性的医用PLA薄膜。经测试，磁控溅射修饰的PLA薄膜对浓度为1 X 104CFU/ml的金黄色葡萄球菌的抗感染性能，抗菌率大于95%;骨细胞(MC3T3-EI)在磁控溅射修饰的PLA薄膜表面与未修饰PLA薄膜表面有类似的生长繁殖速率。实施例3采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将PA-66人工椎体间支撑体以2米/分钟移动经过磁控溅射设备的真空腔内的处理台，将银靶、锌靶和磷靶各一靶材装在靶台上，PA-66人工椎体间支撑体与磁控溅射的靶材的距离为5. 0cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到5X 10_4Pa时，通入20. OSCCM的氮气、5. OSCCM乙炔气体和15. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在1 X KT1I3a左右，开启处理台电源，处理台温度控制在120°C左右，开启霍尔等离子体源，功率为800W，开启靶台的脉冲电流，大小为200mA，处理结束后，关掉靶台、处理台和霍尔等离子体源的电源，再保持2小时，随后通入大气使真空腔回复到大气压，即可获得所需的抗感染和生物相容性的医用PA-66人工椎体间支撑体。经测试，磁控溅射修饰的PA-66人工椎体间支撑体对浓度为1 X 104CFU/ml的金黄色葡萄球菌的抗感染性能，抗菌率大于90% ；骨细胞(MC3T3-EI)在磁控溅射修饰的PA-66人工椎体间支撑体表面生长繁殖速率优于未修饰PA-66人工椎体间支撑体表面的生长繁
殖速率。实施例4采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将PEEK脊柱融合器固定在磁控溅射设备的真空腔内的处理台上，将钙靶、银靶和磷靶各一靶材装在靶台上，PEEK脊柱融合器与磁控溅射的靶材的距离为8. 0cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到2X KT5Pa时，通入3. OSCCM的氧气、10. OSCCM氮气和10. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在5X KT1I^左右，开启处理台的电源，处理台温度控制在130°C左右，再开启微波等离子体源的电源，功率为1000W，同时开启靶台的脉冲电流，大小为100mA，处理5分钟后，关掉处理台和靶台的电源，关掉氧气，通入5. OSCCM的H2O气体，并在这一条件下保持10分钟后关掉微波等离子体源的电源，再保持2小时，随后通入大气使真空腔回复到大气压，即可获得所需的抗感染和生物相容性的PEEK脊柱融合器。经测试，磁控溅射修饰的PEEK脊柱融合器对浓度为1 X 104CFU/ml的大肠杆菌的抗感染性能，抗菌率大于95% ；骨细胞(MC3T3-EI)在磁控溅射修饰的PEEK脊柱融合器表面的生长繁殖速率优于未修饰PEEK脊柱融合器表面的生长繁殖速率。实施例5采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将天然纤维素和聚丙烯混合织物以1米/分钟的速率经过磁控溅射设备的真空腔内的处理台，将银靶、锌靶各一靶材固装在靶台上，天然纤维素和聚丙烯混合织物与磁控溅射的靶材的距离为15cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到lX10_4Pa时，通入20. OSCCM的氨气和10. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在10. OPa左右，开启处理台电源，处理台温度控制在25 80°C范围内，再开启霍尔等离子体源的电源，功率为200W，开启靶台的直流电流，大小为2A，处理结束后，关掉霍尔等离子体源、处理台和靶台的电源，关掉所有气体，并通入大气使真空腔回复到大气压，即可获得所需的抗感染和生物相容性的天然纤维素和聚丙烯混合织物。经测试，磁控溅射修饰的天然纤维素和聚丙烯混合织物对浓度为1 X 104CFU/ml的绿脓杆菌和表皮葡萄球菌的抗菌率大于92% ；成纤维细胞在磁控溅射修饰的天然纤维素和聚丙烯混合织物表面的生长繁殖速率不低于未修饰的天然纤维素和聚丙烯混合织物表面的生长繁殖速率。实施例6采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将聚乙醇酸、聚乙烯醇和壳聚糖共混物薄膜固定在磁控溅射设备的真空腔内的处理台，将羟基磷灰石靶、银靶和锌靶各一靶材装在靶台上，聚乙醇酸、聚乙烯醇和壳聚糖共混物薄膜与磁控溅射的靶材的距离为20cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到IX 10’a时，通入20. OSCCM的氮气和20. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在10. OPa左右，开启处理台电源，处理台温度控制在40°C左右，开启射频等离子体源，功率为300W，同时开启羟基磷灰石靶台的脉冲电流，大小为200mA，处理5分钟，再开启银靶和锌靶的同样大小的脉冲电流处理20秒，关掉射频等离子体源和靶台的电源，关掉氮气和氩气，将处理台温度升至70°C左右，并通入20. OSCCM H2O气体1小时，关掉处理台电源，待处理台温度降至室温，随后通入大气使真空腔回复到大气压，即获得所需的抗感染和生物相容性的聚乙醇酸、聚乙烯醇和壳聚糖共混物薄膜。经测试，磁控溅射修饰的聚乙醇酸、聚乙烯醇和壳聚糖共混物薄膜对浓度为1 X 104CFU/ml的绿脓杆菌和表皮葡萄球菌的抗菌率大于90% ；成纤维细胞和骨细胞在磁控溅射修饰的聚乙醇酸、聚乙烯醇和壳聚糖共混物薄膜的生长繁殖速率优于未修饰的聚乙醇酸、聚乙烯醇和壳聚糖共混物薄膜表面的生长繁殖速率。实施例7
采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将聚四氟乙烯膜固定在磁控溅射设备的真空腔内的处理台上，将铜靶材和镁靶材装在靶台上，聚四氟乙烯膜与磁控溅射的靶材的距离为2. 0cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到1 X KT5Pa时，通入0. OlSCCM的二氧化硫、100. OSCCM的二氧化氮和10. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在1.0 左右，开启处理台电源，处理台温度控制在25°C左右，开启射频等离子体源，频率为1MHz，功率为3000W，同时开启靶台的脉冲电流，大小为10A，处理10秒钟后，关掉射频等离子体源、处理台和靶台的电源，通入大气使真空腔回复到大气压，即获得所需的抗感染和生物相容性的聚四氟乙烯膜。实施例8采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将聚氯乙烯和聚偏氟乙烯共混物固定在磁控溅射设备的真空腔内的处理台上，将金靶材和钛靶材装在靶台上，聚氯乙烯和聚偏氟乙烯共混物与磁控溅射的靶材的距离为50cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到1 X Io^2Pa时，通入200. OSCCM的二氧化碳和10. OSCCM丙酮气体和0. ISCCM的氩气，最终使工作真空度维持在1. OPa左右，开启处理台电源，处理台温度控制在250°C左右，开启射频等离子体源的电源，频率为50MHz，功率为1500W，开启靶台的脉冲电流，大小为0. 5A，处理5小时后，关掉射频等离子体源的电源、处理台和靶台的电源，通入大气使真空腔回复到大气压，即获得所需的抗感染和生物相容性的聚氯乙烯和聚偏氟乙烯共混物。实施例9采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将甲基丙烯酸甲酯膜以60米/分钟移动经过磁控溅射设备的真空腔内的处理台，将铁靶材装在靶台上，甲基丙烯酸甲酯膜与磁控溅射的靶材的距离为10cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到IXlO-5Pa时，通入0. ISCCM的乙醇气体、100. OSCCM的甲烷气体和10. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在100. OPa左右，开启处理台电源，处理台温度控制在25°C左右，开启霍尔等离子体源的电源，频率为1MHz，功率为3000W，并开启靶台的脉冲电流，大小为10A，处理结束后，关掉霍尔等离子体源、处理台和靶台的电源，通入大气使真空腔回复到大气压，即获得所需的抗感染和生物相容性的甲基丙烯酸甲酯膜。实施例10采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇共混物薄膜以40米/分钟移动经过磁控溅射设备的真空腔内的处理台，将碳靶材和铜靶材装在靶台上，聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇共混物薄膜与磁控溅射的靶材的距离为40cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到lX10_2Pa时，通入200. OSCCM的四氯甲烷气体和0. ISCCM的氩气，最终使工作真空度维持在0. OlPa左右，开启处理台电源，处理台温度控制在200°C左右，开启霍尔等离子体源的电源，频率为50MHz，功率为1500W，并开启靶台的脉冲电流，大小都为0. 5A，处理结束后，关掉霍尔等离子体源、处理台和靶台的电源，通入大气使真空腔回复到大气压，即获得所需的抗感染和生物相容性的聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇共混物薄膜。实施例11采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤
将聚酰胺-6固定在磁控溅射设备的真空腔内的处理台上，将铝靶材装在靶台上，聚酰胺-6与磁控溅射的靶材的距离为35. Ocm,然后密封设备真空腔，并抽真空到2 X 10_5Pa时，通入10. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在5 左右，开启处理台的电源，处理台温度控制在100°C左右，开启靶台的脉冲电流，大小为100mA，处理15分钟后，关掉处理台和靶台的电源，关掉氩气，再保持2小时，随后通入大气使真空腔回复到大气压，即可获得所需的抗感染和生物相容性的聚酰胺_6。实施例12采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将厚度为0. 5 μ m的PLA薄膜以0. 06米/分钟移动经过磁控溅射设备的真空腔内的处理台，将银靶和锌靶各一靶材装在靶台上，PLA薄膜与磁控溅射的靶材的距离为20cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到5X 时，通入10. OSCCM的氢气和20. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在10 左右，开启处理台电源，处理台温度控制在60°C左右，开启霍尔等离子体源，功率为500W，开启银靶材的直流，大小为10A，开启锌靶材的电源，大小为5A，处理结束后，关掉处理台和靶台以及霍尔等离子体源的电源，并在这一条件下保持60分钟，通入大气使真空腔回复到大气压，即可获得所需的抗感染和生物相容性的医用PLA薄膜。实施例13采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将聚四氟乙烯膜固定在磁控溅射设备的真空腔内的处理台上，将碳酸铜靶材和碳酸镁装在靶台上，聚四氟乙烯膜与磁控溅射的靶材的距离为2. 0cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到1 X KT5Pa时，通入0. OlSCCM的二氧化硫、100. OSCCM的二氧化氮和10. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在1. OPa左右，开启处理台电源，处理台温度控制在25°C左右，开启射频等离子体源，频率为1MHz，功率为3000W，同时开启靶台的脉冲电流，大小为10A,处理10秒钟后，关掉射频等离子体源、处理台和靶台的电源，通入大气使真空腔回复到大气压，即获得所需的抗感染和生物相容性的聚四氟乙烯膜。实施例14采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将聚氯乙烯和聚偏氟乙烯共混物固定在磁控溅射设备的真空腔内的处理台上，将氯化银靶材和氢氧化铝靶材装在靶台上，聚氯乙烯和聚偏氟乙烯共混物与磁控溅射的靶材的距离为50cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到1 X Io^2Pa时，通入200. OSCCM的一氧化碳和10. OSCCM氯气和0. ISCCM的氩气，最终使工作真空度维持在1. OPa左右，开启处理台电源，处理台温度控制在250°C左右，开启射频等离子体源的电源，频率为50MHz，功率为1500W，开启靶台的脉冲电流，大小为0. 5A，处理5小时后，关掉射频等离子体源的电源、处理台和靶台的电源，通入大气使真空腔回复到大气压，即获得所需的抗感染和生物相容性的聚氯乙烯和聚偏氟乙烯共混物。实施例15采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将甲基丙烯酸甲酯膜以60米/分钟移动经过磁控溅射设备的真空腔内的处理台，将氧化铁靶材装在靶台上，甲基丙烯酸甲酯膜与磁控溅射的靶材的距离为10cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到IX 10_5Pa时，通入0. ISCCM的乙醇气体、100. OSCCM的乙烷气体和10. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在100. OPa左右，开启处理台电源，处理台温度控制在25°C左右，开启霍尔等离子体源的电源，频率为1MHz，功率为3000W，并开启靶台的脉冲电流，大小为10A，处理结束后，关掉霍尔等离子体源、处理台和靶台的电源，通入大气使真空腔回复到大气压，即获得所需的抗感染和生物相容性的甲基丙烯酸甲酯膜。实施例16采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇共混物薄膜以40米/分钟移动经过磁控溅射设备的真空腔内的处理台，将硫化锌靶材和氧化钛靶材装在靶台上，聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇共混物薄膜与磁控溅射的靶材的距离为40cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到
1X IO^2Pa时，通入200. OSCCM的二氯甲烷气体和0. ISCCM的氩气，最终使工作真空度维持在0. OlPa左右，开启处理台电源，处理台温度控制在200°C左右，开启霍尔等离子体源的电源，频率为50MHz，功率为1500W，并开启靶台的脉冲电流，大小都为0. 5A，处理结束后，关掉霍尔等离子体源、处理台和靶台的电源，通入大气使真空腔回复到大气压，即获得所需的抗感染和生物相容性的聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇共混物薄膜。实施例17采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将聚酰胺-6固定在磁控溅射设备的真空腔内的处理台上，将五氧化二磷装在靶台上，聚酰胺-6与磁控溅射的靶材的距离为35. 0cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到
2X 10 时，通入10. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在5 左右，开启处理台的电源，处理台温度控制在100°C左右，开启靶台的脉冲电流，大小为100mA，处理15分钟后，关掉处理台和靶台的电源，关掉氩气，再保持2小时，随后通入大气使真空腔回复到大气压，即可获得所需的抗感染和生物相容性的聚酰胺_6。实施例18采用磁控溅射技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将厚度为0. 5 μ m的PLA薄膜以0. 06米/分钟移动经过磁控溅射设备的真空腔内的处理台，将硫酸钙靶材和银靶材各一靶材装在靶台上，PLA薄膜与磁控溅射的靶材的距离为20cm，然后密封设备真空腔，并抽真空到5X 10_4Pa时，通入10. OSCCM的丙烯酸气体和20. OSCCM的氩气，最终使工作真空度维持在10 左右，开启处理台电源，处理台温度控制在60°C左右，开启霍尔等离子体源，功率为500W，开启银靶材的直流，大小为10A，开启硫酸钙靶材的电源，大小为5A，处理结束后，关掉处理台和靶台以及霍尔等离子体源的电源，并在这一条件下保持60分钟，通入大气使真空腔回复到大气压，即可获得所需的抗感染和生物相容性的医用PLA薄膜。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
权利要求
1.采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，包括以下步骤1)将医用高分子材料固定或移动经过磁控溅射设备的真空室内的处理台；2)密封真空室，抽真空到本底真空度；3)通入气体；4)开启处理台和靶台的电源，处理材料，得到具有抗感染性和生物相容性的医用高分子材料。
2.根据权利要求1所述的采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述步骤4)还包括开启等离子体源的电源处理材料0. 001 5小时。
3.根据权利要求1或2所述的采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述医用高分子材料包括聚酯、聚烯烃、聚氨酯、聚酰胺、纤维素中的一种或两种以上共混物。
4.根据权利要求3所述的采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述医用高分子材料包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、纤维素、聚醚醚酮、壳聚糖、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙醇酸、聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚酰胺-66、聚酰胺-6中的一种或两种以上共混物。
5.根据权利要求1或2所述的采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述气体包括氮气、氨气、氧气、氢气、氯气、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、乙醇气体、丙酮气体、水蒸汽、四氯甲烷气体、二氯甲烷气体、醋酸气体、丙烯酸气体中的一种或两种以上气体与氩气的混合物。
6.根据权利要求1或2所述的采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述真空室内通入气体后的真空度维持在1. OX IO2 1.0X 10_2Pa。
7.根据权利要求1或2所述的采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述靶台上放置靶材；所述靶材包括银、金、铝、镁、锌、钛、铜、铁、碳、磷、钙及它们的化合物、羟基磷灰石中的一种或两种以上混合物。
8.根据权利要求7所述的采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述靶材为含量99%的锌、含量99%的银、含量99%的钛、羟基磷灰石中的一种或两种以上混合物。
9.根据权利要求2所述的采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述等离子体源包括霍尔等离子体源、射频等离子体源、微波等离子体源；所述等离子体源的频率为1 50MHz，功率为0. 001 3000W。
10.根据权利要求1或2所述的采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述医用高分子材料移动是将医用高分子材料以移动速率为0. 1 100厘米/秒经过磁控溅射设备的真空室内的处理台；所述处理台的温度控制在25 250°C ；所述靶台电源为直流电源或脉冲电源，电流大小为0. 0001 10A。
全文摘要
本发明公开了采用磁控溅射技术制备医用高分子材料的方法；该方法通过将医用高分子材料固定或移动经过磁控溅射设备的真空室内的处理台，抽真空，通入气体，开启处理台、靶台的电源，处理，得到具有高的表面抗感染性和生物相容性的医用高分子材料；该方法操作简单，不影响材料本体的物理化学结构，处理后得到的高分子材料表面结构稳定，具有长效、广谱的抗感染性能，而且细胞相容性不低于材料本身固有的生物相容性。
文档编号C08J7/00GK102392344SQ20111019084
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者季君晖, 张维, 王怀雨 申请人:中国科学院理化技术研究所