Plasmas de nitrógeno y funcionalización superficial de materiales poliméricos y recubrimientos tipo diamante con aplicaciones biomédicas
- Autores: Carmen López Santos
- Directores de la Tesis: Agustín Rodríguez González-Elipe (dir. tes.), José Cotrino Bautista (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2009
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Antonio Puértolas Rafales (presid.), Clara Francisca Conde Amiano (secret.), Francisco Yubero Valencia (voc.), Antonio Gamero (voc.), Blanca Vázquez Lasa (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El empleo de la tecnología de plasmas sobre superficies poliméricas ocupa un papel destacado en la investigación actual acerca de la funcionalización de polímeros. Estos materiales poseen una relativa estabilidad térmica, un bajo coeficiente de fricción, una baja energía superficial y una escasa reactividad química. No obstante, estas dos últimas características no favorecen la adhesión con otros materiales, lo que puede perjudicar su biocompatibilidad.En particular, la proliferación celular se asegura con la presencia de grupos polares que inducen la hidrofilicidad superficial del polímero, objetivo que puede conseguirse mediante el tratamiento superficial con plasmas de oxígeno. Entre los grupos químicos generados que favorecen la adhesión están los de tipo hidroxilo, carboxilo e incluso carbonilo. Se conoce que la incorporación selectiva de grupos hidroxilos mejora la colonización celular, mientras que los grupos carboxilos contribuyen a la inmovilización de biomoléculas que contienen grupos amina. Complementariamente, la generación de grupos funcionales nitrogenados en la superficie polimérica, en especial de grupos amina, influye en la biocompatibilidad del material. Dado que las aminas pueden protonarse e introducir una carga positiva localizada en el polímero, resultan adecuadas para la inmovilización de biomoléculas cargadas negativamente, como las proteínas. Por ejemplo, los grupos amina superficiales suelen unirse con los grupos carboxilos o con los grupos aldehídos de las biomoléculas para formar enlaces amidas, que las inmovilizan sobre la superficie. En este contexto, el tratamiento superficial de polímeros con plasmas de nitrógeno constituye un medio eficaz para incorporar grupos amina en la superficie. No obstante, el conocimiento acerca de la funcionalización de las superficies poliméricas con plasmas de nitrógeno, incluyendo alternativas como los plasmas de amoniaco y de mezclas hidrógeno / nitrógeno, no es tan exhaustivo como el de los plasmas de oxígeno, siendo un campo de estudio muy activo en la actualidad. En este trabajo se pretende estudiar la funcionalización con plasmas de nitrógeno de las superficies de polímeros como el politereftalato de etileno (PET), el polietileno de baja densidad (LDPE) y, en especial, de materiales relacionados de gran interés como los recubrimientos tipo diamante (DLC). Uno de los objetivos generales consiste en poner de manifiesto qué procesos de la interacción plasma - superficie influyen de forma destacada sobre las propiedades superficiales que pueden mejorar la biocompatibilidad de estos materiales. Para ello, se propone activar superficialmente los materiales con distintos plasmas de nitrógeno, los cuales permitan establecer una relación entre las especies principales de la descarga, las reacciones del plasma que se ven favorecidas, la incorporación selectiva de los grupos funcionales y su distribución en profundidad, el grado de modificación de propiedades como la rugosidad y la energía superficial y los efectos del envejecimiento sobre las propiedades superficiales adquiridas.
