島津XPS在生物材料領(lǐng)域的解決方案

時間：2022-1-14 閱讀：705

隨著技術(shù)的進步，越來越多的技術(shù)用于生物領(lǐng)域的表征,，如原子力顯微鏡（AFM）可用于對單個分子成像,、揭示蛋白質(zhì)、監(jiān)測表面形貌,、測量將生物結(jié)構(gòu)結(jié)合所需的力,，但這些技術(shù)不能表征生物體系相關(guān)的化學信息。

XPS由于其*的表面靈敏度以及元素化學狀態(tài)分析能力,，廣泛用于生物工程以及生物學相關(guān)領(lǐng)域的表面化學表征,，可用于確認材料表面的官能團、官能團成像及生物體系與工程的界面研究,。[1]

下面就讓我們看看島津XPS在生物材料領(lǐng)域有哪些解決方案吧,！

生物材料是那些與體內(nèi)組織，器官相互作用的材料,。生物材料最近引起了很多關(guān)注,，因為它在對細胞,、組織和器官進行診斷治療、替換修復或誘導再生等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,。目前生物材料已廣泛用于牙科,、心血管、美容和骨科等,。而XPS在探索這類新型設(shè)備和界面的局限性和可能性方面特別有用,。

1、等離子體聚合物的XPS表征

等離子技術(shù)是醫(yī)用領(lǐng)域常用的一種技術(shù),，可引入特定官能團或高分子鏈,，改性深度為材料表面幾十到幾千埃的范圍，且不會使材料熱解或燒蝕,。

在硅片表面等離子體沉積EBIB,，使用島津XPS能表征不同壓力制備的聚合物的全元素含量及C的精細譜。結(jié)果表明在低壓條件下聚合,，表面接枝少，而高壓條件下表面接枝更多,。[2]

圖1 低壓,、高壓等離子體聚合EBIB

進一步研究該體系的老化機理，通過島津XPS角分辨,、深度剖析等技術(shù)發(fā)現(xiàn),，低壓聚合表面富含Br，表面氧化程度高,，可能是由于低壓聚合表面自由基較多,，故老化更加嚴重。

2,、醫(yī)用紡織品表面改性研究

為減少醫(yī)用網(wǎng)狀生物材料植入物引入的風險如發(fā)炎,、與其他內(nèi)臟器官黏附等，常常會對植入物表面進行改性,。

采用PEG對PP制醫(yī)用紡織材料進行等離子體表面修飾,，可提高親水性，減少與蛋白,、細胞結(jié)合(黏附）,，通過島津XPS高分辨成像分析，表征表面修飾的包覆程度,。

圖2 PEG改性PP醫(yī)用材料示意圖

未改性的PP材料全譜中只含有C元素,，改性后不同包覆程度的PP/PEG體系則含O量不同，對C的精細譜進行分析,，C-O含量越高表明包覆程度越高,。通過不同化學態(tài)C元素進行XPS成像,，表征表面的包覆均勻程度。[3]

圖3 C的精細譜分析及疊加C-C,、C-O化學狀態(tài)成像

3,、聚合物心臟支架的XPS表征

支架心血管介入治療已經(jīng)成為治療冠心病非常有效的方法，隨著科技的發(fā)展,，聚合物支架已逐漸取代鋼鐵支架,，目前已經(jīng)出現(xiàn)了由生物可吸收聚合物材料制成的新系列支架，但是血栓和增生等外來植入的病理反應(yīng)仍未解決,。目前,，可以通過在支架表面涂覆消炎藥物的方法，來抑制這種免疫反應(yīng)以及隨后的心血管再狹窄反應(yīng)的發(fā)生,。

在聚乳酸（PLA）支架表面添加一定劑量的消炎藥（C51HxNO13）,，通過XPS技術(shù)表征表面的藥物含量信息，結(jié)果表明abluminal區(qū)域藥物含量較高,。使用氬原子團簇離子槍濺射進行深度剖析,，結(jié)果表明藥物在支架表面分布較為均勻，到達支架層時N元素含量明顯下降,。此外還對支架在磷酸緩沖鹽溶液（PBS）中不同浸沒時間后的情況進行了分析,。[4]