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生物醫(yī)用材料要求同時具備理想的力學(xué)性能、功能特性和生物相容性。由于單一材料幾乎難以同時滿足三要素的要求，因而，在滿足力學(xué)性能的前提下，提高其功能特性和生物相容性的表面改性成為研究的重點。鑒于細胞與高分子材料間的反應(yīng)主要取決于材料表面化學(xué)成分、形貌、親水性和物理結(jié)構(gòu)的影響，通過物理、化學(xué)、生物等各種技術(shù)手段改善高分子材料表面性質(zhì)是在對基體材料性能影響不大的前提下，大幅度提高材料的生物相容性的有效方法。除具有耐磨性或者有效阻擋等特殊要求外，高分子材料改性僅集中于厚度為幾十到幾百納米的薄層。

目前高分子材料廣泛采用的一些物理和化學(xué)的表面改性方法均存在明顯不足之處，例如，化學(xué)修飾法在試劑的毒性及清除試劑殘留物方面存在困難，涂覆法較難于形成穩(wěn)定的復(fù)合材料放射線輻照法在改性表面的同時會深及聚合物內(nèi)部，使之發(fā)生與表面同樣的變化等不足均有待改進。

等離子體表面改性生物醫(yī)用高分子材料原理

等離子體可以通過改變材料的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)揮重要作用，等離子體技術(shù)也被廣泛用于改變材料表面能、提高潤濕性和產(chǎn)生官能團等。

根據(jù)等離子體的粒子溫度，可以將等離子體分為兩大類，即熱平衡等離子體和非平衡等離子體。非平衡等離子體或稱低溫等離子體，低溫等離子體的特點是電子和離子分別處于平衡態(tài)，電子溫度可以很高，離子和原子、分子等重粒子溫度卻很低。一方面電子具有足夠高的能量使反應(yīng)物分子激發(fā)、分解和離化，另一方面反應(yīng)體系得以保持低溫甚至室溫。低溫等離子體電子能量約為幾個到幾十個電子伏特，略高于聚合物中常見的化學(xué)鍵能，因此等離子體具有足夠的能量引起聚合物表面各種化學(xué)鍵的斷裂或重組，實現(xiàn)改性。

等離子體表面處理主要是用非聚合性氣體，如氫、氮、氫、氧氣等產(chǎn)生的等離子體對高分子材料進行處理。等離子體與高分子材料表面作用生成自由基團，這些自由基團繼續(xù)參加反應(yīng)，在表面導(dǎo)入各種官能團，如羥基、梭基等，使材料表面的親水性和表面張力顯著變化，提高表面的生物相容性，進而改善蛋白質(zhì)及細胞在材料表面的黏附種類與數(shù)量等。

等離子體表面改性生物醫(yī)用高分子材料具有以下優(yōu)點

（1）等離子體對高分子材料表面的作用深度幾十到幾百納米，可保持基體力學(xué)性能同時改變材料表面能量狀況，提高表面的親水性，改善表面形貌，產(chǎn)生功能基團等。

（2）可處理各種形狀的材料表面，特別是在管狀材料改性中優(yōu)勢明顯。

（3）干法工藝，可省去濕化學(xué)處理工藝不可缺少的烘干、廢液處理等工序，過程簡單，易于控制，對環(huán)境無污染。