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Blog-润湿性测量表征材料生物相容性

2021-07-26

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当一种物质与体液接触时就会发生一连串的反应。在水分子之后会发生蛋白质吸附,细胞附着和增殖等。在材料表面发生的相互作用很大程度上受材料的润湿性的影响。由于这个原因润湿性测量是评价生物相容性时的首要测试项目之一。


座滴法快速检测材料生物相容性

座滴法或者静态接触角是一种简单快速获取表面有价值信息的方法。水接触角的测量来确定材料是亲水还是疏水。如果接触角小于90°,则称为亲水表面;如果接触角大于90°,则称为疏水表面。

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静态接触角很容易通过光学接触角测定仪测量,光学接触角测量仪包括相机使液体可视化,样品台和滴液器。由于滴液量和测量时间可以在软件中设置,通常只需一键便可完成测量。在软件分析记录的图像后,即可得到接触角数值。


生物材料润湿性表征需考虑粗糙度的影响

表面粗糙度在生物医学应用中非常重要,因为它已经被证明会影响细菌的粘附和细胞的增值。粗糙度在润湿性方面也十分重要。表面粗糙度提高了表面的潜在润湿性。这意味着,如果光滑的表面是化学亲水的(接触角小于90°)粗糙度的增加会使其更加亲水。这同样适用于疏水表面。光滑的疏水表面(接触角大于90°)如果粗糙度增加,则表面更加疏水。


如果不考虑粗糙度,测量接触角也总是与表面粗糙度有关。通过测量粗糙度修正后的接触角,可以将粗糙度的影响从表面化学中分离出来。


表面自由能参数可深化表面化学信息

接触角测量可提供材料表面的亲疏水性的信息。然而接触角总是取决于所测试的液体。另一方面,表面自由能是固体的性质。表面自由能也被称为固体的表面张力,因为它是作用在固体-空气界面上的力,在液体-空气界面上测量表面张力。


表面自由能通常分为极性和色散部分。在某些情况下,极性部分进一步分为酸性部分和碱性部分。表面自由能不能够直接测量,但可以通过接触角计算出来。


目前已证明表面自由能及其组成部分与细菌和细胞的粘附有关系。


与静态接触角一样,粗糙度在表面自由能测定中也起着重要的作用。例如不管材料是否粗糙,材料的表面自由能和细胞遇到的能量最终是相同的。然而,由于表面自由能是由接触角数据决定的,而接触角数据对表面粗糙度有很大的影响,因此考虑表面粗糙度就显得尤为重要。这可以通过使用粗糙度修正后的接触角来计算材料的表面自由能。

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