PTFE(poly (tetrafluoroethylene))는 현재 인공혈관으로 주로 사용되고 있다. PTFE의 우수한 기계적/화학적 특성에도 불구하고 인공혈관으로 사용하는 데에는 몇 가지 문제점이 있다. 인공 혈관의 외벽과 생체 조직간의 계면에서는 PTFE의 소수성 표면으로 인하여 혈관 주변에 존재하는 평활근(smooth muscle cell)의 증식이 일어나지 않아 봉합 부분에서 혈액 누수 현상이 발생하는 것이 가장 큰 문제점이다. 그리고 인공 혈관의 내벽과 생체 조직간의 계면에서는 이식 수술시 실수로 발생한 스크레치(...
PTFE(poly (tetrafluoroethylene))는 현재 인공혈관으로 주로 사용되고 있다. PTFE의 우수한 기계적/화학적 특성에도 불구하고 인공혈관으로 사용하는 데에는 몇 가지 문제점이 있다. 인공 혈관의 외벽과 생체 조직간의 계면에서는 PTFE의 소수성 표면으로 인하여 혈관 주변에 존재하는 평활근(smooth muscle cell)의 증식이 일어나지 않아 봉합 부분에서 혈액 누수 현상이 발생하는 것이 가장 큰 문제점이다. 그리고 인공 혈관의 내벽과 생체 조직간의 계면에서는 이식 수술시 실수로 발생한 스크레치(scratch) 등으로 인한 혈액 응고 현상이 단기적 문제점으로 발생하며, 장기적으로는 면역 세포들의 공격에 의한 염증 반응 등이 문제점으로 나타나고 있다.혈관 외벽에 존재하는 평활근은 친수성 표면에 잘 증식하는 것이 보고되고 있다. 따라서 PTFE의 표면을 친수화하기 위하여 화학적/물리적인 방법들이 많이 연구되고 있으며 본 논문에서는 세포접착력 향상을 위해 화학처리를 한 PTFE 표면에 대기압 플라즈마 제트 처리를 하는 새로운 방식의 표면처리 process를 제안하였다.본 연구에서는 기존의 아크토치가 갖는 고열 문제를 해결하기 위해 안정기를 설치하였으며 아크발생시 아크코어주위에 발생하는 오레올(aureole)만을 제트 형태로 분사시키기 위해 가스 유량을 조절하는 실험을 진행하였다. 방전 가스는 산소를 사용하였으며 사인파 교류 전원을 이용하여 플라즈마 제트를 발생시켰으며 시스템의 전류, 전압 및 온도 특성을 측정하기 위해 오실로스코프와 열전대를 사용하였다. 실험 결과 플라즈마 발생 시 수 암페어에 달하는 아크전류를 0.5암페어 미만으로 제어하고 오레올 영역만을 저온 플라즈마 제트로 구현할 수 있었다.세포가 접착할 수 있는 조건의 표면을 만들기 위해 산소 플라즈마 처리를 한 후 표면에너지의 측정, 미세구조의 변화와 함께 조성분석을 행하였다. 강한 소수성 고분자인 PTFE에 우선적으로 화학처리를 하고 산소 플라즈마 제트 처리를 나중에 하는 2-step process를 진행시킨 결과, 표면의 극성성분이 증가하여 전체적인 표면에너지가 증가하였으며 XPS 분석을 통해 친수성 관능기가 증가하였음을 알 수 있었다. 그리고 화학처리를 한 후 큰 변화가 없었던 PTFE의 표면은 산소 플라즈마 처리시간이 증가할수록 거칠기의 정도가 증가해 망상조직의 미세구조로 변화하게 되었다. 이는 플라즈마 에칭 효과에 의한 것으로 산소원자가 고분자 표면의 탄소 원자와 반응, 결과적으로 사슬을 끊으면서 증발성이 있는 화합물들을 형성하였기 때문이다. 즉, 화학처리를 한 후의 밋밋한 표면에서는 세포와 관능기들과의 접착효과만을 기대할 수밖에 없었지만 플라즈마 처리 후 표면에 형성되는 망상조직 안으로 세포들이 안정하게 안착하여 관능기들과 반응, 더 우수한 접착효과를 기대할 수 있다.
PTFE(poly (tetrafluoroethylene))는 현재 인공혈관으로 주로 사용되고 있다. PTFE의 우수한 기계적/화학적 특성에도 불구하고 인공혈관으로 사용하는 데에는 몇 가지 문제점이 있다. 인공 혈관의 외벽과 생체 조직간의 계면에서는 PTFE의 소수성 표면으로 인하여 혈관 주변에 존재하는 평활근(smooth muscle cell)의 증식이 일어나지 않아 봉합 부분에서 혈액 누수 현상이 발생하는 것이 가장 큰 문제점이다. 그리고 인공 혈관의 내벽과 생체 조직간의 계면에서는 이식 수술시 실수로 발생한 스크레치(scratch) 등으로 인한 혈액 응고 현상이 단기적 문제점으로 발생하며, 장기적으로는 면역 세포들의 공격에 의한 염증 반응 등이 문제점으로 나타나고 있다.혈관 외벽에 존재하는 평활근은 친수성 표면에 잘 증식하는 것이 보고되고 있다. 따라서 PTFE의 표면을 친수화하기 위하여 화학적/물리적인 방법들이 많이 연구되고 있으며 본 논문에서는 세포접착력 향상을 위해 화학처리를 한 PTFE 표면에 대기압 플라즈마 제트 처리를 하는 새로운 방식의 표면처리 process를 제안하였다.본 연구에서는 기존의 아크토치가 갖는 고열 문제를 해결하기 위해 안정기를 설치하였으며 아크발생시 아크코어주위에 발생하는 오레올(aureole)만을 제트 형태로 분사시키기 위해 가스 유량을 조절하는 실험을 진행하였다. 방전 가스는 산소를 사용하였으며 사인파 교류 전원을 이용하여 플라즈마 제트를 발생시켰으며 시스템의 전류, 전압 및 온도 특성을 측정하기 위해 오실로스코프와 열전대를 사용하였다. 실험 결과 플라즈마 발생 시 수 암페어에 달하는 아크전류를 0.5암페어 미만으로 제어하고 오레올 영역만을 저온 플라즈마 제트로 구현할 수 있었다.세포가 접착할 수 있는 조건의 표면을 만들기 위해 산소 플라즈마 처리를 한 후 표면에너지의 측정, 미세구조의 변화와 함께 조성분석을 행하였다. 강한 소수성 고분자인 PTFE에 우선적으로 화학처리를 하고 산소 플라즈마 제트 처리를 나중에 하는 2-step process를 진행시킨 결과, 표면의 극성성분이 증가하여 전체적인 표면에너지가 증가하였으며 XPS 분석을 통해 친수성 관능기가 증가하였음을 알 수 있었다. 그리고 화학처리를 한 후 큰 변화가 없었던 PTFE의 표면은 산소 플라즈마 처리시간이 증가할수록 거칠기의 정도가 증가해 망상조직의 미세구조로 변화하게 되었다. 이는 플라즈마 에칭 효과에 의한 것으로 산소원자가 고분자 표면의 탄소 원자와 반응, 결과적으로 사슬을 끊으면서 증발성이 있는 화합물들을 형성하였기 때문이다. 즉, 화학처리를 한 후의 밋밋한 표면에서는 세포와 관능기들과의 접착효과만을 기대할 수밖에 없었지만 플라즈마 처리 후 표면에 형성되는 망상조직 안으로 세포들이 안정하게 안착하여 관능기들과 반응, 더 우수한 접착효과를 기대할 수 있다.
PTFE(poly tetrafluoroethylene) is used for large-caliber artificial blood vessel now a days. It has good mechanical and chemical properties. However, it has some problems to apply in transplantation for a long term as small-caliber artificial blood vessel because blood clot, leakage of blood and an ...
PTFE(poly tetrafluoroethylene) is used for large-caliber artificial blood vessel now a days. It has good mechanical and chemical properties. However, it has some problems to apply in transplantation for a long term as small-caliber artificial blood vessel because blood clot, leakage of blood and an immune reaction in short period and neo-intima is formed after long period. There has been trial to react directly human tissue with endothelial cell located inside blood vessel which control biological reaction related to blood. However, adhesion of cell to PTFE is not good because PTFE has strong hydrophobic property. Many researches using chemical and physical treatment have been taken for solving this problem. And I suggest noble method of surface treatment using atmospheric pressure plasma jet system to chemically treated PTFE for enhancement of cell adhesion in this paper.A capacitor was used to prevent transition high temperature plasma of conventional arc torch, and was reactive gas flow control experiments for injection of only aureole which is originated around the arc core. Sine wave power is used for generation of plasma jet with oxygen gas, and oscilloscope and thermocouple are used for measurement of current, voltage and temperature characteristics respectively. It was realized that the system could control current below 0.5 ampere which was up to several amperes generated in arc and had low temperature plasma jet with only aureole region.I conducted surface energy measurement, composition analysis for micro structural change after oxygen plasma treatment for making surface in which cell could have condition of good adhesion. I conducted 2-step process. First step is chemical treatment to PTFE which is strong hydrophobic polymer and second step is the oxygen plasma treatment using jet. This reaction is increase of polar component of the surface and increase of overall surface energy. We could also know that hydrophilic functional group increase through XPS analysis. Finally, PTFE surface which is not lots of change after chemical treatment, increase in degree of surface morphology with oxygen plasma treatment and then change to porous structure. This result is due to the etching effect. In other words, flat surface after chemical treatment is expected only adhesion effect with cell functional group, however porous structural surface after plasma treatment is expected enhanced adhesion effect. In conclusion, cells easily attach to the plasma treated surface and then react with functional groups.
PTFE(poly tetrafluoroethylene) is used for large-caliber artificial blood vessel now a days. It has good mechanical and chemical properties. However, it has some problems to apply in transplantation for a long term as small-caliber artificial blood vessel because blood clot, leakage of blood and an immune reaction in short period and neo-intima is formed after long period. There has been trial to react directly human tissue with endothelial cell located inside blood vessel which control biological reaction related to blood. However, adhesion of cell to PTFE is not good because PTFE has strong hydrophobic property. Many researches using chemical and physical treatment have been taken for solving this problem. And I suggest noble method of surface treatment using atmospheric pressure plasma jet system to chemically treated PTFE for enhancement of cell adhesion in this paper.A capacitor was used to prevent transition high temperature plasma of conventional arc torch, and was reactive gas flow control experiments for injection of only aureole which is originated around the arc core. Sine wave power is used for generation of plasma jet with oxygen gas, and oscilloscope and thermocouple are used for measurement of current, voltage and temperature characteristics respectively. It was realized that the system could control current below 0.5 ampere which was up to several amperes generated in arc and had low temperature plasma jet with only aureole region.I conducted surface energy measurement, composition analysis for micro structural change after oxygen plasma treatment for making surface in which cell could have condition of good adhesion. I conducted 2-step process. First step is chemical treatment to PTFE which is strong hydrophobic polymer and second step is the oxygen plasma treatment using jet. This reaction is increase of polar component of the surface and increase of overall surface energy. We could also know that hydrophilic functional group increase through XPS analysis. Finally, PTFE surface which is not lots of change after chemical treatment, increase in degree of surface morphology with oxygen plasma treatment and then change to porous structure. This result is due to the etching effect. In other words, flat surface after chemical treatment is expected only adhesion effect with cell functional group, however porous structural surface after plasma treatment is expected enhanced adhesion effect. In conclusion, cells easily attach to the plasma treated surface and then react with functional groups.
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