KR101438270B1 - 바이오필름 방지를 위한 고분자 의료 기재의 표면처리 방법 및 그 결과물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소수성 의료용 고분자 기재의 표면개질 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인공 중이환기관으로 사용되는 폴리에틸렌 또는 실리콘 표면에 아크릴산을 결합시키고, 폴리에틸렌 글리콜을 코팅함으로써 박테리아인 바이오필름이 부착되는 것을 방지할 수 있는 소수성 의료용 고분자 기재의 표면개질 방법에 관한 것이다.

Description

바이오필름 방지를 위한 고분자 의료 기재의 표면처리 방법 및 그 결과물 {Surface treatment method of polymer medical device for biofilm prevention and thereof}

본 발명은 의료기기용 고분자 기재의 표면에 바이오필름이 부착되는 것을 방지하기 위한 표면처리 기술에 관한 것이다.

바이오필름은 세균, 효모, 곰팡이 등 미생물이 특정조건에서 인체(피부, 구강, 치아 등)나 설비(배관, 저장탱크 등) 등의 표면에 필름처럼 부착되어 있는 미생물의 집합체로서 그 자체가 미생물의 서식처로도 제공되어 균의 서식을 가속화한다.

그 한 예로 삼출성 중이염 환자에게 인공 중이환기관을 이식하게 되면 소수성인 폴리에틸렌 또는 실리콘 고분자 표면은 소수성 물질과의 비이온성 상호작용이 일어남으로써 박테리아의 번식으로 바이오필름이 형성 되는 문제점이 있다.

바이오필름에 의하여 발생한 감염증은 치료가 어렵기 때문에 이의 형성을 예방할 수 있는 기술개발은 필수적이라고 할 수 있다.

특히 인체의 감염성 질환에 있어서 바이오필름은 임상적으로도 많은 문제를 일으키게 되는데, 중심정맥관이나 이식물의 표면에 바이오필름이 존재하는 경우에는 일반적인 항생제로 제거가 되지 않고 바이오필름에서 박테리아가 떨어져 나오면서 주기적인 발열을 보이는 양상의 세균감염을 나타내게 된다.

상기한 미생물 성장과 증식을 감소시키고 세균부착과 바이오필름 형성 방지에 관련된 특허로는 미국 공개특허 제2008-0063693호에 개시되어 있다.

그러나 상기 과정은 히드로겔 층을 형성하여 항균성막을 코팅하는 것을 목적으로 하고 있다.

인공 중이환기관에 의한 급성 및 만성 박테리아 감염을 효과적으로 방지하기 위해서 인공 중이환기관으로 적용되고 있는 폴리에틸렌 또는 실리콘의 표면을 다양한 방법으로 개질함으로써 벌크특성은 유지하면서, 기존의 소수성 표면만을 개질하여 박테리아 부착저항성을 향상시킴으로써 생체적합성의 인공 중이환기관을 개발할 필요성이 있다.

US 2008-0063693 (공개번호)

이에 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 바이오필름 형성억제기능을 갖는 의료기기용 고분자 기재의 표면처리 기술을 개발하고자 한다.

본 발명은 바이오필름 형성억제기능을 갖는 의료기기용 고분자 기재의 표면처리 기술 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, ⑴ 고분자 기재를 플라즈마 처리하는 단계; ⑵ 상기 ⑴단계에서 제조된 기재의 표면에 그라프트 폴리머화 (graft polymerization) 단계를 포함하는 바이오필름 형성 억제기능을 갖는 의료기기용 고분자 기재의 표면처리 방법을 제공한다.

또한 본 발명에 따라 제조된 의료기기를 제공한다.

본 발명에 따르면 소수성 고분자기재로된 의료기기의 표면을 친수성으로 전환할 수 있다. 따라서 박테리아나 바이러스의 바이오필름 발생에 의한 합병증 재발을 억제할 수 있다.

도 1은 의 중이환기관의 표면개질에 대한 모식도를 나타낸다.
도 2는 아르곤 플라즈마 처리조건에 따른 폴리에틸렌 표면의 FT-IR 분석 내용으로 (A) 폴리에틸렌 대조군; (B)150W 1min 처리; (C) 150W 3min 처리; (D) 150W 5min 처리; (E) 200W 1min 처리; (F) 200W3min 처리; (G) 200W 5min 처리를 나타낸다.
도 3은 아르곤 플라즈마 처리 전과 후의 폴리에틸렌튜브표면(전자현미경). 1-A, B and C: 대조군 폴리에틸렌 튜브; 2-A, B and C 아르곤 플라즈마 처리한 폴리에틸렌 튜브; 아르곤 플라즈마 처리후, 에탄올 세척을 진행한 경우 3-B and C. 가 아르곤 플라즈마 처리한 폴리에틸렌 튜브이다.
도 4는 폴리에틸렌 튜브의 XPS C1s 분석으로 (A) 폴리에틸렌 대조군; (B) 아르곤 플라즈마 처리된 폴리에틸렌; (C) 플라즈마 처리 후 폴리에틸렌 글리콜그라프트된 폴리에틸렌에 대한 결과를 나타낸다.
도 5는 폴리에틸렌 대조군(A)와100W, 6분 동안 산소 플라즈마 처리한 폴리에틸렌(B)의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸다.
도 6은 실리콘튜브 대조군의 표면과 아크릴산 결합한 실리콘튜브 표면의 XPS분석 결과를 나타낸다.

본 발명은 바이오필름 형성억제기능을 갖는 의료기기용 고분자 기재의 표면처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는,

⑴ 고분자 기재를 플라즈마 처리하는 단계; ⑵ 상기 ⑴단계에서 제조된 기재의 표면에 그라프트 폴리머화(graft polymerization) 하는 단계를 포함하는 바이오필름 형성 억제기능을 갖는 의료기기용 고분자 기재의 표면처리 방법에 관한 것이다.

상기 ⑴단계에서 고분자 기재는 폴리에틸렌 또는 실리콘일 수 있고, 상기 플라즈마 처리 단계에서 아르곤, 질소, 산소 또는 이들을 혼합한 플라즈마를 이용하여 표면처리 할 수 있다.

상기 ⑴단계에서 상온저압의 플라즈마 처리 반응기의 양단에 존재하는 전극을 이용하여 무선주파수 글로 방전 플라즈마 형성을 유도할 수 있고, 상온에서 10mTorr 내지 80mTorr 에서 진행할 수 있다.

하나의 구체적인 예로서, 생성된 플라즈마의 가스 농도(유량, 100sccm 이하의 범위에서 조절가능), 압력 30mTorr, 1분 내지 5분의 처리시간, 50W 내지 200W까지 출력 등을 조절하면서 폴리에틸렌표면의 탈수소화를 유도하는 화학적 표면개질을 유도할 수 있다.

상기 ⑵단계에서 폴리에틸렌 기재일 경우 표면에 유기용매에 폴리에틸렌글리콜-아크릴레이트와 광개시제를 용해 후 300nm 내지 400nm의 UV램프에 1분 내지 5분 동안 노출시켜 폴리에틸렌글리콜-아크릴레이트를 표면에 증착하여 폴리에틸렌글리콜 그라프팅을 유도하는 의료기기용 고분자 기재의 표면처리를 할 수 있다.

상기 ⑵단계에서 유기용매는 테트라히드로퓨란, 벤젠, 헥세인, 톨루엔 및 자일렌 등을 이용할 수 있고, 광제시제로 2,2-dimethoxy-2-phenyl acetophenone을 이용할 수 있다.

실리콘 기재일 경우 표면의 -OH 작용기에 아크릴산을 결합시켜서 탄소 이중결합(C=C)이 생기도록 유도한 후에 폴리에틸렌글리콜 그라프중합체를 유도할 수 있다.

또한 본 발명에 따라 제조된 의료 기기에 관한 것이다.

의료기기는 중이환기관, 배뇨관, 배역관, 인공혈관 또는 치과 이식물등 일 수도 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

< 실시예 >

실시예 1 아르곤플라즈마 처리된 폴리에틸렌 표면에 폴리에틸렌글리콜 그라프팅 유도

⑴ 아르곤플라즈마 처리를 이용한 표면개질

상온 저압의 플라즈마 반응기(PTS-003IDT, IDT-ENG)에 튜브형 폴리에틸렌 중이환기관(1.1 mm (내부직경)×2 mm)을 세워서 고정하였다. 폴리에틸렌이 녹는 것을 방지하기 위하여 플라즈마 처리하는 부분의 바닥에 폴리에틸렌을 깔고 그 위에 압정을 깔아놓은 후 폴리에틸렌 중이환기관을 세워서 실험을 진행하였다.

플라즈마 가스 입구를 이용하여 진공상태의 챔버에서 아르곤 가스를 5분간, 유량을 45sccm으로 주입시켜 내부의 기체를 아르곤 가스로 대체하였다.

플라즈마 처리 반응기의 양단에 존재하는 전극을 이용하여 무선주파수 글로 방전 플라즈마 형성을 유도하였다.

⑵ 아르곤플라즈마 처리를 이용한 폴리에틸렌 표면에 대한 FT - IR 분석

튜브형 샘플의 벌크부분과 표면에 대하여 FT-IR 기기를 사용하여 시료 표면의 화학적 개질여부를 확인하였다.

출력 150W에서 각각 1, 3, 5min 플라즈마 처리를, 출력 200W에서 1, 3, 5min 플라즈마 처리를 진행한 한 샘플을 분석하였다.

도 2에서 (A)의 폴리에틸렌의 경우 2880-2890cm^-1에서 CH peak, 2916-2936cm^-1에서 CH₂ peak가 관찰되었다. (B)부터 (G)까지 동일하게 2880-2890cm^-1에서 CH peak, 2916-2936cm^-1에서 CH₂ peak가 관찰되었고 아르곤 플라즈마를 이용하여 출력 및 시간을 높여서 실험한 결과 1620-1820cm^{- 1} 에서 C=C결합이 확인되었다. 시간 및 출력이 높을수록 peak의 변화가 보였으나 일정치의 시간 및 출력 변화 후에는 큰 변화가 발견되지 않았음을 알 수 있었다.

⑶ 아르곤플라즈마 처리를 이용한 폴리에틸렌 표면에 대한 접촉각 측정

0.025 mL의 3차 증류수 물방울을 고분자 표면위에 떨어뜨린 후, 접촉각 측정기에 부착된 현미경을 통하여 표면상에 존재하는 물의 접촉각을 측정하여 4곳의 샘플표면의 평균 물접촉각 값으로 표면개질에 따른 표면장력 정도를 측정하였다. 그 후 아르곤 플라즈마 처리된 가로, 세로 각각 1cm의 폴리에틸렌 plate 표면에 5㎕물을 떨어뜨린 후 현미경에 장착되어 있는 접촉각 측정기를 이용하여 물 접촉각을 측정한 뒤 평균값을 기록하였다.

플라즈마 처리하지 않은 폴리에틸렌 플레이트의 표면 접촉각이 82°로 측정된 반면, 플라즈마를 처리한 샘플의 접촉각은 63°에서 38°까지 작아지는 것이 관찰되었고 평균적으로 46°의 접촉각을 나타나는 것으로 관찰되었다.

처리시간에 따른 접촉각의 변화는 50W내지 150W 에너지의 플라즈마 처리시간이 길어질수록 접촉각이 낮아지는 것으로 관찰되었다. 50W의 경우, 1min 처리된 샘플이 58°, 3min 처리된 샘플이 48°, 5min 처리된 샘플이 46°의 접촉각이 측정되었다. 따라서 처리시간이 길어질수록 점차 물 접촉각이 낮아졌고 출력을 100W로 한 경우도 1min 처리된 샘플이 42°, 3min 처리된 샘플이 40°, 5min 처리된 샘플이 38°의 물 접촉각이 측정되어 50W와 같이 처리시간이 길어질수록 접촉각이 작아지는 것이 관찰되었다. 150W의 경우 역시 마찬가지로 1min 처리된 샘플이 63°, 3min 처리된 샘플이 46°, 5min 처리된 샘플이 42°로 접촉각이 측정되어 동일한 표면장력 변화 경향을 나타내었다.

반면 출력 200W인 경우에는 1min 플라즈마 처리 후 접촉각이 41° 였으나 동일한 출력에서 각각 3min, 5min 처리한 후 접촉각을 측정하였을 때, 50°와 54°의 물 접촉각으로 측정되어 처리시간이 길어질수록 오히려 접촉각이 높아지는 것으로 관찰되었다.

위 실험을 진행하여 접촉각을 관찰한 결과, 처리시간이 길어짐에 따라 접촉각이 작아지는 것을 확인할 수 있었지만, 출력이 200W였을 때에는 처리시간이 길어질수록 오히려 물 접촉각이 커지는 것으로 관찰되었다.

⑷ 폴리에틸렌글리콜그라프팅 유도

아르곤 플라즈마를 처리한 폴리에틸렌 표면에 Benzene에 Poly(ethylene glycol) diacrylate (PEG-DA : Mw 700)와 광개시제인 2,2-dimethoxy-2-phenyl acetophenone을 용해 후 파장이 352nm의 UV램프에 5분간 노출시켜 PEG-DA를 표면에 그라프트 중합체를 유도하였다. 후에 진공건조기와 동결건조기에 각각 1일씩 건조하였다.

⑸ SEM 을 이용하여 폴리에틸렌 튜브의 형태학적 분석

폴리에틸렌 튜브를 SEM으로 관찰 한 결과 플라즈마 처리 전의 샘플은 표면에 약간의 거칠기 및 결이 관찰된 반면 PEG-DA로 코팅된 샘플과 에탄올 70%로 30분간 세척한 샘플의 경우 기존의 거칠기 및 결이 사라지고 고른 표면을 도3에서 관찰할 수 있었다.

⑹ XPS 를 이용하여 폴리에틸렌 tube 의 형태학적 분석

튜브형 샘플을 벌크부분과 폴리에틸렌글리콜이 코팅된 중이환기관 표면에 대하여 X-ray Photoelectron Spectroscopy를 사용하여 시료 표면의 원소구성성분 및 고분자 화학구조를 비교 분석하여, 플라즈마 처리에 따른 표면의 화학원소 구성이 달라지는 것을 확인하였다.

도4의 (A)를 분석한 결과 플라즈마 처리하기 전 288.98eV에서 C-O-C결합이 확인되었고, (B)를 분석한 결과 플라즈마 처리시 (A)와 달리 CH와 CF peak가 같이 조사가 되었다. 이는 플라즈마 처리 후 표면에 친수성 반응기가 함께 증착하여 기존의 소수성 성질을 친수성으로 전환시킨 것으로 판단된다. (C)의 PEG-DA코팅 후 XPS 분석시 290.28eV에서 동일한 C-O-C결합과 293eV에서 C-O-R 결합이 더 관찰되었다. C1s분석이 더 분석된 것으로 보아 폴리에틸렌tube 표면에 PEG-DA가 결합한 것으로 판단된다.

실시예2 산소 플라즈마 처리된 폴리에틸렌 표면에 폴리에틸렌글리콜 그라프팅 유도

⑴ 산소 플라즈마 처리를 이용한 표면개질

상온저압의 플라즈마 반응기에 튜브형 폴리에틸렌 중이환기관을 세워서 고정하였다.

플라즈마 처리를 하기 전에 산소가스를 5분간 유량을 50sccm으로 주입시켜 내부를 산소가스로 채워 불순물들을 제거한 후, 플라즈마 처리를 진행하고 플라즈마 처리가 끝난 후에도 산소가스를 50sccm으로 5분간 주입시켜 반응 후에 남은 물질들을 제거하였다.

⑵ 산소 플라즈마 처리를 이용한 폴리에틸렌 표면에 대한 FT - IR 분석

도 5는 폴리에틸렌에 출력은 100W, 처리시간은 6min, 유량은 100sccm 으로 하여 산소 플라즈마 처리를 한 후에 폴리에틸렌과 비교한 그래프이다. 결과적으로 탄소이중결합(C=C)을 나타내는 영역(1680~1600cm^-1)이 폴리에틸렌과 비교해서 차이가 있는 것을 관찰하였다.

⑶ 산소 플라즈마 처리를 이용한 폴리에틸렌 표면에 대한 접촉각 측정

산소 플라즈마 처리된 가로, 세로 각각 1cm의 폴리에틸렌 plate 표면에 5㎕물을 떨어뜨린 후 현미경에 장착되어 있는 접촉각 측정기를 이용하여 물 접촉각을 측정한 뒤 평균값을 기록하였다.

접촉각 측정 역시 폴리에틸렌 표면의 변화를 관찰하기 위하여 측정하는 것으로 폴리에틸렌 표면의 접촉각 71°에서 FT-IR 분석 결과에 따르면, 플라즈마 처리가 비교적 잘되는 조건(100W, 6min, 100sccm)에서 플라즈마 처리를 한 후의 접촉각 49°까지 표면의 접촉각이 작아지는 것을 확인하였다. FT-IR 분석 결과에서는 가장 표면개질이 잘된 플라즈마 처리 조건에서 접촉각이 가장 작게 측정되었다.

⑷ 폴리에틸렌글리콜 그라프팅 유도

산소 플라즈마 처리된 폴리에틸렌표면에 용매는 벤젠을 이용하여 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone(DMPA)는 PEG-DA 양의 5%가 되도록 한 다음, PEG-DA의양과 파장이 352nm인 UV 처리시간을 5min으로 하고 PEG-DA의 양을 벤젠의 0.1%, 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8%, 1%, 3%, 5%로 설정하여 폴리에틸렌글리콜 그라프팅을 유도하였다.

⑸ 폴리에틸렌글리콜 그라프팅 유도

용매인 벤젠에 DMPA는 PEG-DA 양의 5%로 용해하여, PEG-DA의 양을 벤젠의 5%로 하고 UV 처리시간을 5min으로 설정하여 폴리에틸렌글리콜 그라프팅을 유도하였다.

⑹ 접촉각 분석( 플라즈마처리 후 PEG 코팅 후, 접촉각 변화)

폴리에틸렌의 접촉각 71°에서 산소 플라즈마 처리 후에는 49°가 되었고 여기에 PEG 코팅까지 하면 접촉각이 20° 정도가 된다는 것을 알 수 있었다.

FT-IR 분석에서 나타난 결과와 더불어 상기와 같이 접촉각 측정 결과를 분석한 내용에서 폴리에틸렌의 소수성 표면이 친수성으로 개질되는 것을 확인할 수 있었다.

실시예 3 산소플라즈마 처리된 실리콘 표면에 폴리에틸렌글리콜 그라프팅 유도

⑴ 산소플라즈마 처리를 이용한 실리콘 표면개질

상온저압의 플라즈마 반응기에 튜브형 폴리에틸렌 중이환기관을 세워서 고정하였다. 폴리에틸렌이 녹는 것을 방지하기 위해 플라즈마 처리하는 부분의 바닥에 petridish(60 cm x 15cm)를 깔고 그 위에 압정을 깔아놓은 후 폴리에틸렌 중이환기관을 압정에 끼워 실험을 진행하였다.

플라즈마 가스 주입구를 이용하여 진공상태의 chamber에서 산소 가스를 5분간, 유량을 50sccm으로 주입시켜 내부의 기체를 산소 가스로 채워 불순물을 제거한 후 플라즈마 처리를 진행하고 산소 가스를 50sccm으로 5분간 주입시켜 반응 후에 남은 물질들을 제거하였다.

플라즈마 처리 반응기의 양단에 존재하는 전극을 이용하여 무선주파수 글로 방전 플라즈마 형성을 유도하였다.

생성된 플라즈마 가스농도, 처리시간, 출력 등을 조절하면서, 실리콘 표면의 개질을 유도하는 화학적 표면개질을 유도하였다.

⑵ 산소플라즈마 처리를 이용한 실리콘 표면에 대한 FT - IR 분석

튜브형 샘플의 벌크부분과 폴리에틸렌글리콜이 코팅된 표면에 대하여 FT-IR 을 이용하여 시료 표면의 개질 여부를 확인하였다.

처리시간을 5min, 유량을 50sccm으로 하고 출력을 50W, 100W, 150W, 200W로 변화시켜 출력에 따른 플라즈마 처리가 어떤 것이 가장 잘 되었는지 FT-IR 등의 분석을 진행하였다.

출력을 100W, 유량을 50sccm으로 하고 처리시간을 1min, 2min, 4min, 6min로 변화시켜 처리시간에 따른 플라즈마 처리가 어떤 것이 가장 잘 되었는지 FT-IR 을 이용하여 분석을 진행하였다

출력을 100W, 처리시간을 5min로 하고 유량을 25sccm, 50sccm, 75sccm, 100sccm으로 변화시켜 유량에 따른 플라즈마 처리가 어떤 것이 가장 잘 되었는지 FT-IR등의 분석을 진행하였다.

출력, 처리시간, 유량을 조절하여 플라즈마 처리를 한 후에 FT-IR 분석 및 접촉각 측정 결과를 분석하였는데 표면에 변화가 거의 없었다. 폴리에틸렌으로 표면처리가 가장 잘되었던 동일한 조건(100W, 6min, 100sccm)으로 산소 플라즈마 처리를 해도 마찬가지로 표면의 변화가 없다고 분석되었다.

⑶ 산소 플라즈마 처리를 이용한 실리콘 표면에 대한 접촉각분석

위의 경우에서 기존에 99°였던 silicone 표면이 산소 플라즈마 처리를 한 후에 접촉각이 68°로 측정되었기 때문에, 산소 플라즈마로 처리한 후에 표면이 개질되었음을 확인하였다. 플라즈마 처리한 뒤 공기와 접촉하면 개질된 표면이 다시 원래의 상태로 빨리 되돌아오기 때문에 벤젠에 담지하여 공기와의 접촉을 차단하여 위와 같은 플라즈마 처리 후의 변화를 확인할 수 있다고 판단하였다.

⑷ BDDE (1,4- Butanediol diglycidyl ether )로 OH 기 검증 실험

산소 플라즈마 처리 후에 silicone 표면에 OH작용기가 생성되었는지 BDDE(1,4-Butanediol diglycidyl ether)를 결합시켜 검증하는 실험을 수행하였다.

실험 내용은 vial 3개에 각각 ① 0.01g NaOH + 벤젠 3ml, ② 0.01 NaOH + BDDE 0.1ml + 벤젠 2.9ml, ③ 0.01g NaOH + BDDE 0.3ml + 벤젠 2.7m을 넣고 플라즈마 처리한 silicone plate를 1개씩 넣고 24시간 동안 70rpm으로 shaking을 진행하였다.

⑸ 산소플라즈마 처리된 실리콘 표면에 아크릴산 결합

플라즈마 처리한 silicone 표면에 PEG 코팅을 하기 위한 중간과정이었다. 산소 플라즈마 처리한 silicone plate를 벤젠 10ml에 넣고 아크릴산을 100㎕, 가교결합제(DCC) 0.03g을 넣고 반응시켰다. 아크릴산은 디메틸실록산(DMSO) 1ml에, DCC는 벤젠 1ml에 각각 미리 넣어서 녹인 다음에 첨가하여 반응시켰다.

위의 결과로부터 아크릴산을 더 많이 결합시키기 위하여 아크릴산과 DCC의 농도를 3배, 10배로 하여 실험을 진행하였다. 구체적으로 아크릴산과 DCC의 농도를 3배로 하면 아크릴산 300㎕, DCC 0.09g이고 10배로 하면 아크릴산 1ml, DCC 0.3g이 된다.

⑹ 접촉각 분석 - silicone 표면 접촉각 변화

접촉각 측정 결과, 기존의 silicone 표면이 산소 플라즈마 처리를 하고 아크릴산을 결합시키면서 접촉각이 99°에서 68°, 46°까지 작아지게 되었다. 아크릴산을 결합한 후에 접촉각이 이처럼 낮아지게 된 이유는 아크릴산이 친수성 물질이기 때문에 이와 결합한 silicone 표면을 친수성으로 변화시켰기 때문이라고 보았다.

⑺ PEG 코팅 및 세척

아크릴산을 결합시킨 실리콘 표면에 용매는 벤젠을 이용하고 DMPA는 5%, PEG-DA 양은 6%로 용해한 후, PEG-DA의 양과 파장이 352nm인 UV로 처리시간을 변화시켜서 폴리에틸렌글리콜 그라프팅을 유도하였다.

폴리에틸렌글리콜 그라프팅을 하고 진공건조 및 동결건조를 하여 충분히 건조시킨후에 그라프팅이 잘되었는지를 확인하기 위해 세척을 진행하였다. vial 2개에 각각벤젠 5ml, DW 5ml를 넣고 폴리에틸렌글리콜 그라프팅된 실리콘 plate를 각각 1개씩 10min동안 담지하여 세척을 진행하였다.

⑻ 접촉각 분석( silicone 표면 접촉각 변화)

각각의 경우에 대하여 접촉각을 측정해 본 결과, silicone control의 접촉각 99°에서, 산소 플라즈마 처리 후에는 68°, 아크릴산 결합 후에는 46°, 그리고 PEG 코팅 후에는 24°로 접촉각이 점점 작아졌다. 기존의 소수성 성질인 silicone 표면이 친수성으로 개질 되었다는 것을 접촉각 측정 자료로 확인할 수 있었다.

⒁ XPS 로 표면 분석

도 6에서 위의 내용은 silicone 인공중이환기관 대조군의 표면 분석내용이고 아래의 내용은 아크릴산을 결합한 후의 표면분석내용이다. silicone의 구조식에서 알 수 있듯이 Si, O, C 원소의 비율이 나타나 있고, Binding Energy로 C-H 결합을 확인 할 수 있었다.

Claims (11)

1. ⑴ 실리콘 기재의 중이환기관을 진공상태의 챔버에서 가스를 주입하여 10 내지 80mTorr 의 압력에서 플라즈마 처리하여 상기 실리콘 기재의 표면에 -OH 작용기를 생성하는 단계; 및
   ⑵ 상기 -OH 작용기에 아크릴산(Acrylic acid)을 결합시켜, 상기 실리콘 기재의 표면에 탄소 이중결합(C=C)이 생기도록 유도한 후에 폴리에틸렌 글리콜 그라프팅 유도하여 상기 중이환기관의 표면을 친수성으로 전환시키는 단계; 를 포함하는 바이오필름 형성 억제기능을 갖는 의료기기용 고분자 기재의 표면처리 방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 플라즈마 처리하는 단계에서 상기 가스는 아르곤, 질소, 산소 및 또는 이들을 혼합한 혼합가스 플라즈마를 이용하는 의료기기용 고분자 기재의 표면처리 방법.
4. 제 3항에 있어서,
   플라즈마 처리는 전극을 이용하여 무선주파수 글로 방전 플라즈마 형성을 유도하는 것을 특징으로 하는 의료기기용 고분자 기재의 표면처리 방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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