Powłoki diamentopodobne domieszkowane fluorem dla potrzeb medycyny

Powłoki diamentopodobne (DLC) od wielu dekad cieszą się ogromnym zainteresowaniem ze strony przemysłu oraz ośrodków badawczych na całym świecie. Dzięki unikalnym właściwościom jak m.in. wysoka twardość i odporność na zużycie oraz niski współczynnik tarcia znajdują zastosowanie jako powłoki ochronne dla potrzeb branży motoryzacyjnej czy lotniczej. Dodatkowo, dzięki wysokiej biokompatybilności i obojętności chemicznej są niezwykle atrakcyjnym materiałem w zastosowaniach medycznych jako powłoki ochronne na powierzchni implantów.

Zależnie od metody wytwarzania, parametrów procesu, rodzaju użytego prekursora a także typu i koncentracji domieszki możliwe jest wytworzenie powłok DLC o szerokim wachlarzu właściwości a co za tym idzie dostosowanie ich do wymagań konkretnej aplikacji.

Celem projektu jest opracowanie parametrów procesu syntezy powłok DLC metodą RF PECVD domieszkowanych fluorem dla potencjalnych zastosowań medycznych.

Wzrost oraz postęp wiedzy w zakresie technologii wytwarzania nowych materiałów powłokowych na implanty posiadających poprawioną biokompatybilność w porównaniu do tych obecnie stosowanych ma ogromne znaczenie szczególnie z punktu widzenia pacjentów użytkujących je. Im wyższa biokompatybilność materiału tym lepsza tolerancja przez organizm, obniżone ryzyko powikłań a także znaczne skrócenie procesu powrotu do zdrowia pacjenta.

Zgodnie z doniesieniami literaturowymi powłoki DLC domieszkowane fluorem mogą wykazywać szereg korzystnych właściwości jako biomateriał oraz charakteryzować się wzrostem biokompatybilności w porównaniu do powłok DLC bez domieszki (m.in. mogą hamować proces adsorpcji białek, aktywacji płytek krwi).

W związku z brakiem kompleksowych badań w tym temacie w literaturze światowej w ramach projektu zakłada się opracowanie parametrów procesu syntezy powłok DLC domieszkowanych fluorem o odmiennych jego koncentracjach, zbadanie wpływu domieszkowania na wybrane właściwości powłoki i wybór najkorzystniejszego rozwiązania pod względem aplikacji medycznych.

Projekt zakłada opracowanie parametrów syntezy powłok F-DLC metodą RF PECVD z wykorzystaniem gazów CH₄ i CF₄ na wybranym biomateriale metalicznym oraz przeprowadzenie badań następujących właściwości: struktury chemicznej (spektroskopia Ramana); składu chemicznego (spektrofotometr fotoelektronów wzbudzanych promieniowaniem rentgenowskim, XPS); zwilżalności (metodą „siedzącej kropli” z użyciem goniometru), podstawowych właściwości biologicznych (test LIVE/DEAD, test MTT).