×
28.08.2018
218.016.7fb1

СПОСОБ ФУНКЦИОНАЛИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИЛАКТИДА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к полимерной промышленности и может быть использовано для медицинских имплантов и культивирования клеток. Осуществляют модификацию поверхности изделий из полилактида путем функционализации гидроксильными группами посредством обработки высокочастотной плазмой разряда инертного газа. Обрабатываемые изделия перед воздействием плазмы выдерживают в парах воды по меньшей мере 5 часов при температуре в камере в диапазоне от 35°С до температуры стеклования используемого полилактида. Одновременно с этим в камере плазменной обработки поддерживают температуру в диапазоне от -35°С до -7°С. Процесс проводят в течение не более 20 секунд. Обеспечивается увеличение плотности функциональных групп на поверхности обрабатываемого изделия, приводящее к уменьшению срока биоинтеграции. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к модификации поверхности изделий из полилактида, а именно функционализации гидроксильными группами, посредством плазменной обработки. Способ может быть применен для увеличения гидрофильности поверхности, что может быть применено для медицинских имплантов с целью уменьшения срока биоинтеграции. Также способ может применяться для обработки поверхностей, предназначенных для культивации клеток с целью увеличения пролиферации.

Известен способ модификации поверхности биодеградируемых полимеров [1]. В данном способе предлагается модификация полимеров различными группами с целью придания требуемых свойств, предлагается изменение смачиваимости поверхности полимера, посредством связывания их третьим веществом. В качестве примера приводится функционализация полилактида NH2 группами с помощью коротких цепочек полиэтиленгликоля. Данный способ является трудоемким, поскольку предлагается химическое присоединение молекул к поверхности и необходимо приготовление множества растворов и проведение реакция с точным соблюдением всех условий, в частности для приготовления растворов требуется длительная сушка реагентов, строгое соблюдение температурных режимов. В случае изменения полимера или присоединяемых групп необходимо подбирать иное вещество для сшивки функциональных групп с поверхностью и соответствующие реакции.

Также известны способы модификации поверхности полимеров посредством обработки изделия в плазме газового разряда.

Способ [2] предлагает обработку поверхности стекла в плазме с целью улучшения смачиваимости материала. В способе для присоединения к поверхности стекла гидроксильных групп использовать высокочастотный плазменный разряд в газовой среде, содержащей пары воды.

Способ, описанный в [3], является прототипом. В данном способе предложена модификация поверхности полиэтилена посредством обработки в плазме высокочастотного тлеющего разряда при пониженном давлении с целью увеличения гидрофильности поверхности полимера. С целью увеличения срока старения обработанного материала процесс предлагается проводить в две стадии: на первой процесс проводится в атмосфере насыщенного водяного пара, на второй же в атмосфере технического воздуха. Недостатком способов модификации поверхности с использованием плазмы газового разряда является возможное повреждение поверхности полимера с сопутствующим чрезмерным увеличением шероховатости ввиду сочетания процессов функционализации и травления материала обрабатываемого изделия.

Задачей предлагаемого способа является повышение плотности гидроксильных групп на поверхности полилактида при минимальном изменении шероховатости поверхности обрабатываемого изделия.

Решение поставленной задачи достигается с помощью предварительной выдержки обрабатываемого изделия в парах воды при температуре в камере, в которой выдерживается обрабатываемое изделие, в диапазоне от 35°С до температуры стеклования используемого полилактида в течение по меньшей мере 5 часов и поддержанием температуры образца во время плазменной обработки в диапазоне от -35°С до -7°С, а также временем плазменной обработки не более 20 секунд. Так как полилактид является гигроскопичным материалом, при выдержке его в атмосфере водяного пара обеспечивается насыщение приповерхностных слоев молекулами воды, а также образование слоя водного адсорбата. Поддержание повышенной температуры в камере при выдержке изделия обеспечивает сорбцию большего количества воды, чего не удается достичь при комнатной температуре изделия, на которое проводится сорбция. Ограничение максимальной температуры в камере при выдержке изделия обусловлено требованием сохранения структуры полилактида и шероховатости его поверхности. При превышении температуры стеклования материала неизбежно привносятся изменения в его внутреннюю структуру, и изменяется морфология поверхности. Исходя из известной скорости сорбции воды полилактидом известно, что при указанной температуре 90% от максимально возможной массы водного адсорбата напитывается в образец за время порядка 5 часов. Таким образом, выдержка обрабатываемого изделия в течение менее указанного времени не приведет к сорбции значительного количества воды, ввиду чего, эффект повышения плотности гидроксильных групп на поверхности полилактида окажется недостижим. При обработке в плазме сорбированная на поверхности вода будет являться источником гидроксильных групп. Замещение всего адсорбата и газов у поверхности обрабатываемого образца слоем воды обеспечивает максимальную концентрацию функциональных групп на поверхности образцов.

Для сохранения слоя адсорбата во время плазменной обработки необходимо поддерживать температуру образца в диапазоне от -35°С до -7°С. Данное решение препятствует быстрому удалению воды с поверхности, а также, вследствие снижения скорости сублимации, позволяет сохранить тонкую пленку льда на поверхности обрабатываемого объекта в течение плазменной обработки. Согласно графику сублимации воды при температурах выше -7°С и давлениях, характерных для процессов плазменной обработки, на обрабатываемом изделии не сохранится достаточного количества адсорбата в течение всего процесса обработки. Температуры значительно ниже -35°С недопустимы, поскольку существует вероятность повреждения структуры полимера. Тонкая пленка льда на поверхности обрабатываемого изделия препятствует непосредственному распылению образца под действием плазмы и увеличению шероховатости поверхности. Также данный слой способствует увеличению плотности функциональных групп на поверхности образца за счет снижения вероятности отрыва уже связавшихся с поверхностью групп, а также прохождения реакций с группами, сформированными на поверхности раздела полилактид/адсорбат. Время плазменной обработки изделия из полилактида составляет не более 20 секунд, поскольку при превышении указанного времени существует вероятность удаления слоя адсорбата и повреждения поверхности полимера под действием потока заряженных частиц плазмы.

Для увеличения вероятности диссоциации воды и активации поверхности образца под действием заряженных частиц плазмы возможна подача постоянного напряжения смещения на образец величиной до 100 В. Данное решение позволяет увеличить энергию частиц, взаимодействующих с обрабатываемым изделием, что повышает степень диссоциации воды в слое адсорбата и вероятность образования оборванных связей полилактида и как следствие повышению плотности функциональных групп на поверхности обрабатываемого изделия. Напряжение смещения величиной более 100 В значительно повысит коэффициент распыления, что негативно скажется на качестве поверхности обрабатываемого изделия.

В качестве источника плазы может выступать любой инертный газ, что позволяет использовать предлагаемый метод в любой установке плазменной обработки без изготовления специальной оснастки.

Пример

Способ функционализации изделий из полилактида, где в качестве обрабатываемого объекта используется однородная пленка полилактида толщиной 200 мкм. Предварительная выдержка образца в парах воды осуществляется в эксикаторе. Поддержание температуры эксикаторе около 40°С обеспечивается при помощи подогреваемого столика с резистивным нагревом.

Обработка в плазме происходит при давлении в камере 102 Па. Газом-источником плазмы является аргон. Поток газа устанавливается на уровне 45 sccm. Мощность плазмы составляет 30 Вт. Температура обрабатываемого изделия поддерживается равной -30°С. Для увеличения количества функциональных групп на поверхности обрабатываемого изделия на подложке задается постоянное смещение на уровне -80 В. Обработка в плазме проводится в течение 15 секунд.

Способ позволяет функционализировать поверхность пленки полилактида гидроксильными группами при минимальном изменении морфологии поверхности.

Источники информации

1. Biodegradable block copolymers with modifiable surface, US patent №20070299227 A1.

2. Water vapor plasma treatment of glass surfaces, WO patent №1999050199 A1.

3. Способ модифицирования поверхности полиэтилена, патент РФ №2443558 – прототип.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 64.
20.10.2015
№216.013.8505

Способ и устройство детоксикации организма

Группа изобретений относится к медицинской технике, нефрологии, урологии, токсикологии и реаниматологии, системам заместительной терапии (ЗТ) и детоксикации и может быть использована в лечении больных с почечной недостаточностью, для замещения утраченной функции выведения метаболитов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565656
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.01.2016
№216.013.9ff2

Способ изготовления электронных узлов на гибком носителе без процессов пайки и сварки

Изобретение относится к технологии производства многокристальных модулей, микросборок и модулей на основе печатных плат с внутренним монтажом компонентов. Технический результат - создание способа производства максимально компактных, надежных, быстродействующих и более экономичных в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572588
Дата охранного документа: 20.01.2016
10.02.2016
№216.014.c2f7

Фотокатодный узел

Изобретение относится к фотокатодным узлам вакуумных высокочувствительных, термо- и радиационно-стойких приемников излучений и приемников изображений для спектрального диапазона 0,19-0,45 мкм. Технический результат - расширение спектральной области чувствительности к электромагнитному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574214
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.06.2016
№216.015.498f

Источник рентгеновского излучения

Изобретение относится к области рентгеновской техники. Источник рентгеновского излучения содержит автокатод, рабочей областью которого является кромка круглого отверстия в проводящем слое, а антикатод (анод) выполнен симметричным относительно оси отверстия автокатода в виде фигуры вращения и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586621
Дата охранного документа: 10.06.2016
26.08.2017
№217.015.dd03

Способ измерения механических напряжений в мэмс-структурах

Использование: для измерения механических напряжений в МЭМС структурах. Сущность изобретения заключается в том, что способ измерения механических напряжений в МЭМС структурах включает формирование между пленкой-покрытием и основой промежуточного слоя, при этом промежуточный слой может иметь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624611
Дата охранного документа: 04.07.2017
29.12.2017
№217.015.f120

Электронная система компенсационного акселерометра

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для построения электронной системы преобразователя линейных ускорений. Электронная система компенсационного акселерометра содержит дифференциальный емкостный преобразователь, двухфазный генератор переменного тока,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638919
Дата охранного документа: 18.12.2017
19.01.2018
№218.016.009e

Суперконденсатор на основе кмоп-технологии

Изобретение относится к твердотельному суперконденсатору и может быть использовано в устройствах хранения энергии разнообразных интегральных микросхем. Суперконденсатор содержит два электрода, размещенный между ними диэлектрический слой, конформно расположенный на нижнем электроде, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629364
Дата охранного документа: 29.08.2017
19.01.2018
№218.016.0b19

Устройство для защиты от несанкционированного прослушивания разговоров в помещении

Изобретение относится к области телефонной связи. Техническим результатом является повышение эффективности защиты речевой информации от утечки по техническим каналам. Упомянутый технический результат достигается тем, что в устройстве для защиты от несанкционированного прослушивания разговоров в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632188
Дата охранного документа: 04.10.2017
20.01.2018
№218.016.180e

Способ извлечения галлия из порошковых галлийсодержащих отходов

Изобретение относится к области металлургии редких металлов, а более конкретно к способам извлечения галлия из твердых порошкообразных галлийсодержащих материалов. Порошкообразные галлийсодержащие отходы подвергают варке в каустической щелочи при температуре 350-400°С, затем растворяют в вводе,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635585
Дата охранного документа: 14.11.2017
20.01.2018
№218.016.1972

Биоприпой для лазерной сварки биологических тканей

Изобретение относится к медицине и касается биоприпоя для лазерной сварки биологических тканей. Биоприпой содержит водную дисперсионную основу белка альбумина. При этом в его состав введены однослойные углеродные нанотрубки и медицинский краситель индоцианин зеленый при следующем соотношении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636222
Дата охранного документа: 21.11.2017
Показаны записи 1-10 из 12.
13.01.2017
№217.015.89b5

Биодеградируемый материал на основе молекул белков и волокон биополимеров для обеспечения ускоренного восстановления тканей и способ его получения

Изобретение относится к биологии и медицине и заключается в биодеградируемом материале на основе белков и волокон биополимеров, который используется как клеточный каркас для роста клеток. Белок является альбумином, представляющим собой связующее, волокна биополимера являются хитозаном с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602775
Дата охранного документа: 20.11.2016
29.05.2018
№218.016.557f

Способ получения фоторезистивного слоя на различных подложках

Изобретение относится к области литографии и касается способа получения фоторезистивного слоя. Фоторезистивный слой получают аэрозольным распылением из раствора фоторезистивного материала. Одновременно с аэрозольным потоком, при расходе не более 0,3 мл/мин, над подложкой формируют поток газа, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654329
Дата охранного документа: 17.05.2018
24.07.2018
№218.016.7495

Биполярный датчик деформации на основе биосовместимого наноматериала

Использование: для создания тензорезисторных датчиков деформации и давления. Сущность изобретения заключается в том, что биполярный датчик содержит тонкую пленку толщиной 0,05-0,5 мкм из композиционного наноматериала в составе бычьего сывороточного альбумина или микрокристаллической целлюлозы и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662060
Дата охранного документа: 23.07.2018
07.09.2018
№218.016.8398

Способ формирования фоторезистивной пленки из раствора на поверхности подложки

Изобретение может быть использовано для формирования фоторезистивных пленок, однородных по толщине и пригодных для проведения операций фотолитографии для формирования интегральных микросхем, МЭМС и СВЧ-структур на подложках, в том числе со сложным рельефом, где перепад высот существенно больше...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666175
Дата охранного документа: 06.09.2018
01.11.2018
№218.016.9831

Устройство и способ дозирования заданного объема жидкости

Изобретение может быть использовано для дозирования и нанесения жидкостей и растворов, в том числе коллоидных с повышенной точностью и воспроизводимостью дозируемого объема, как розливом для заполнения контейнеров, так и аэрозольным распылением на поверхности. Содержит устройство и способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671182
Дата охранного документа: 29.10.2018
23.04.2019
№219.017.3696

Униполярный датчик деформации

Использование: для создания тензорезисторных датчиков деформации. Сущность изобретения заключается в том, что униполярный датчик деформации содержит гибкую подложку, стекловолокно, на котором нанесена смесь углеродных нанотрубок и графитового порошка, при этом содержит слой толщиной 5-15 мкм из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685570
Дата охранного документа: 22.04.2019
24.05.2019
№219.017.5e06

Способ формирования фоторезистивной пленки из раствора на поверхности подложки с применением растворителей с высокой температурой кипения

Использование: для формирования фоторезистивных пленок. Сущность изобретения заключается в том, что способ формирования фоторезистивной пленки толщиной от 0,8 до 20 мкм из раствора на поверхности подложки включает нанесение фоторезистивного материала из раствора методом аэрозольного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688495
Дата охранного документа: 21.05.2019
06.07.2019
№219.017.a6e4

Способ получения тонких слоёв оксида графена с формированием подслоя из углеродных нанотрубок

Изобретение относится к способам формирования тонких наноструктурных пленок оксида графена на подложках из различных, в том числе, гибких полимерных материалов, и может быть использовано для создания активных элементов сенсоров на основе оксида графена. Cпособ состоит в формировании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693733
Дата охранного документа: 04.07.2019
22.10.2019
№219.017.d8d6

Способ повышения прочности на разрыв композитного материала с помощью предварительной пропитки углеволокон

Изобретение относится к технологии получения улучшенных композитных структур. Для повышения прочности на разрыв композитного материала модифицируют поверхность углеволокон углеродными нанотрубками (УНТ). УНТ наносят на поверхность углеволокна с помощью пропитки углеволокон раствором УНТ в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703635
Дата охранного документа: 21.10.2019
26.10.2019
№219.017.daf8

Устройство и способ ультразвукового диспергирования жидкостей

Устройство предназначено для приготовления, а также поддержания во взвешенном состоянии дисперсий в сменных емкостях небольшого объема типа шприцев, пробирок с патрубком в дне или аналогичных и дает возможность в процессе работы подавать в емкость или забирать из нее обрабатываемую жидкость или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704189
Дата охранного документа: 24.10.2019
+ добавить свой РИД