Plastfilmer för biologiska tillämpningar
Användningsområdet för tunn plastfilm vidgas alltmer. Sofia Kihlman Øiseth har i sin avhandling funnit en metod att tillverka homogena mycket tunna filmer. Kunskaperna om filmens ytegenskaper kan bland annat vara värdefulla vid tillverkning av olika slags implantat i kroppen.
En del av sin doktorandtid har Sofia Kihlman Øiseth tillbringat i Melbourne, Australien, där hon deltog i ett forskningsprojekt sysselsattmed att försöka tillverka en konstgjord hornhinna, ungefär som en permanent kontaktlins som ska växa fast i ögat. Resultatet blir ett alternativ till glasögon och kontaktlinser.
Metoden som användes var plasmapolymerisation, en metod där man kan få molekylerna i gasen att binda till varandra och bilda ett stort nätverk som lägger sig som en tunn film ovanpå det man vill modifiera. Till denna film kan sedan molekyler kopplas på med önskvärd biologisk funktion. Sofias uppgift var att försöka framställa en yta där ögats celler inte växer fast, för att användas på baksidan av implantatet där man inte vill ha någon cellförankring eller celltillväxt.
Arbetet i avhandlingen har mestadels varit inriktat på att förändra ytegenskaperna hos tunna plastfilmer. Inledningsvis handlade det om att försöka åstadkomma en metod att framställa tunna homogena filmer av högdensitets-polyeten HDPE, samma material som i prassliga plastpåsar. Arbetet försvårades av att HDPE är ett kristallint material som inte går att lösa i något lösningsmedel i rumstemperatur.
Tillsammans med kollegan Olof Mellbring utvecklades en metod att skapa tunna filmer genom varm spin-coating. Det går till så, att man lägger några droppar av en het utspädd lösning på till exempel en plan kiselskiva och därefter roterar denna snabbt för att lösningen skall sprida sig i ett tunt lager. Därefter avdunstar lösningsmedlet och lämnar kvar en tunn polymerfilm. Beroende på temperaturen, spinnhastigheten och lösningens koncentration, kan man åstadkomma olika tjocklek på filmen. Allt från 30 nanometer upp till några mikrometer.
Nästa steg var att förändra ytan på dessa filmer. Sofia Kihlman Øiseth har huvudsakligen använt sig av två olika metoder, ultraviolett ljus och plasmamodifiering. Den senare kan liknas vid ett lysrör, där man lägger en spänning mellan två elektroder i en sluten behållare med lågt tryck.
Elektronerna i röret börjar då röra på sig på grund av det elektriska fältet. De kolliderar med andra molekyler i röret, vilka påverkas av krockarna och bildar olika reaktiva partiklar. Dessa partiklar, tillsammans med elektronerna, kan nu attackera ytan på det man vill modifiera. Beroende på vilken gas som används erhålls olika reaktiva grupper och därmed olika ytbehandlingar.
På detta sätt kan man till exempel introducera syregrupper på ytan av polymerfilmerna, vilket ger en vattenvänlig yta som är önskvärd i många sammanhang. Några exempel är ytmodifiering för att trycka text på plastpåsar, för att få bättre fästegenskaper vid limning eller för att förbättra protein- och cellbindning till ett för kroppen främmande material.
Avhandlingen “Preparation and properties of surface modified thin polymer films” försvarades vid en disputation den 3 maj 2002 på Chalmers tekniska högskola, Göteborg.
Kontaktinformation
För mer information kontakta:
Sofia Kihlman Øiseth, Avdelningen för tillämpad fysik, Chalmers, tel
031-772 33 96
skihlman@fy.chalmers.se
