Studium plazmových polymerů cyklopropylaminu a jejich stability během sterilizace a dezinfekce

Bc. Štěpánka Bittnerová

Master's thesis

Study of cyclopropylamine plasma polymers and their stability during disinfection and sterilization

Abstract:

Současný vývoj plazmové polymerace ve vysokofrekvenčním doutnavém kapacitně vázaném výboji umožňuje přípravu biokompatibilních povrchů, které mají velký potenciál pro využití v biochemii, buněčné biologii a medicíně. Mezi biokompatibilní materiály patří také tenké vrstvy obsahující aminoskupiny, vyrobené ze směsi par cyklopropylaminu a argonu. Změnou parametrů plazmové polymerace (dodávaný výkon, střída pulzního výboje, průtok monomeru) můžeme ovlivnit řadu vlastností výsledného polymeru. Optimalizací depozičního procesu lze například upravit množství aminoskupin na povrchu vrstvy, což je jeden z důležitých parametrů pro použití v biochemii. Změnou parametrů výboje můžeme dosáhnout různého stupně zesíťování polymeru. To může mít za následek zlepšení stability v různých prostředích. Cílem této práce je optimalizace plazmové polymerace cyklopropylaminu z hlediska stability vrstev při dlouhodobém skladování, sterilizačních a dezinfekčních procesech. Plazmové polymery byly v rámci testů stability vystaveny atmosféře, ethanolu, zahřívání a UV záření. Reakce tenkých vrstev na tato prostředí byla studována pomocí infračervené spektroskopie, elipsometrie, rentgenové fotoelektronové spektroskopie, konfokální mikroskopie a mikroskopie atomové síly. Stabilita plazmových polymerů cyklopropylaminu je důležitá zejména pro aplikace v medicíně.

Abstract:

The present investigation of a plasma polymerization in radiofrequency glow capacitively coupled discharge allows a preparation of biocompatible surfaces that have a great potential for application in biochemistry, cell biology and medicine. Amine-containing thin films prepared from cyclopropylamine vapors mixed with argon belong to the group of biocompatible materials. Changes of parameters of plasma polymerization (supplied power, duty cycle of pulsed discharge, monomer flow rate) influence plenty of properties of resulting polymer. It is possible to change amount of amine groups on the surface of the film by optimization of deposition process. Number of amines on the surface is an important factor for biochemical applications. We can obtain polymers with different degree of cross-linking if we change polymerization set-up. Higher degree of cross-linking can improve stability of cyclopropylamine polymer in different environments. This thesis deals with optimization of cyclopropylamine plasma polymerization according to the stability of coatings during long-time storage, sterilization and disinfection. Plasma polymers were exposed to the atmosphere, ethanol, heating and UV radiation. Reactions of cyclopropylamine layers on these environments were studied by several characterization techniques: infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, ellipsometry, confocal microscopy and atomic force microscopy. Stability of cyclopropylamine plasma polymers during disinfection and sterilization techniques has a significant importance for medical application.

Keywords

PECVD, \plazmová polymerace, vrstvy \obsahující aminoskupiny, cyklopropylamin, dezinfekce, sterilizace, FTIR, elipsometrie, XPS, \konfokální mikroskopie, AFM, plasma polymerization, amine-containing films, cyclopropylamine, disinfection, sterilization, ellipsometry, confocal microscopy

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2016
• Supervisor: doc. Mgr. Lenka Zajíčková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Plasma Physics