Modification of parylene C with oxygen plasma in purpose to enhance the biocompatibility with bone tissue

W niniejszej pracy licencjackiej skupiono się na optymalizacji procesu modyfikacji powierzchni parylenu C plazmą tlenową w kierunku poprawy biozgodności z tkanką kostną. W badaniach wykorzystano parylen C (poli(chloro-para-ksylen)), który może być stosowany jako powłoka ochronna na implanty metalowe. Film polimerowy wykonany z parylenu C jest hydrofobowy, a więc nieodpowiedni do kontaktu z tkanką kostną. Polepszenie biozgodności uzyskano poprzez modyfikację jego właściwości powierzchni na hydrofilowe, stosując trawienie plazmą tlenową i wprowadzenie powierzchniowych grup funkcyjnych zawierających tlen oraz chropowatości w nanoskali. W tym kontekście, wskaźnikiem biozgodności była kinetyka osadzania się na powierzchni polimeru krystalitów hydroksyapatytu, głównego nieorganicznego budulca kości, z symulowanego płynu fizjologicznego.Wykazano, że czas trawienia plazmą w zakresie 0 - 8 min ma kluczowy wpływ na ilość domen amorficznych do krystalicznych. Istotnie wpływa także na proces powstawania krystalitów hydroksyapatytu, zarówno pod względem ich wielkości (40-220 nm) oraz kinetyki ich tworzenia (21 dni). Zaobserwowano również zmianę własności hydrofilowych, o czym świadczył spadek wartości kąta zwilżania.In the thesis parylene C surface modification with oxygen plasma was optimized in purpose to enhance the biocompatibility with bone tissue. In the study, parylene C (poly(chloro-para-xylylene) was used, which can be apply as protective coating on metal implant. Polymeric film made of parylene C is inappropriate for contact with bone tissue because of its hydrophobic properties. Improvement of biocompatibility was achieved by changing parylene C surface properties to hydrophilic using oxygen plasma. As a result, oxygen-containing functional groups and roughness in nanoscale were generated. As a biocompatibility indicator, kinetics of hydroxyapatite deposition from simulated body fluid was used. It was observed that parylene C etching with oxygen plasma in range 0 – 8 min has significant influence on the amount of crystalline and amorphous domains. Modification has also relevant impact on crystallite formation process (size range 40 – 220 nm) and kinetics of formation (observed for 21 days). It was also proved that the originally hydrophobic surface of parylene C is turned into hydrophilic, which was observed by the means of decrease in contact angle values