Activation of the polylactic acid surface by the glow discharge low-temperature plasma in Ar/air gas mixture flows with the addition of diethylamine vapor

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The surface physicochemical properties of the polylactic acid modified by flows of low-temperature glow discharge plasma were studied. A mixture of argon and air acted as the plasma-forming gas; diethylamine vapor was injected into the plasma as a precursor of amino groups. The elemental composition and chemical state of the surface were studied using X-ray photoelectron spectroscopy. The attachment of nitrogen atoms to the polylactic acid surface and the formation of a bond between the surface carbon and the penetrated nitrogen have been established. It was shown that the hydrophilicity of the plasma modified polylactic acid surface was significantly increased. The obtained polylactic acid-based materials with the argon/air/diethylamine plasma modified surface may have prospects for use in biomedicine due to improved hydrophilicity and the presence of reactive oxygen- and nitrogen-containing functional groups on the surface.

全文:

受限制的访问

作者简介

А. Korzhova

National Research Tomsk State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: olesyalaput@gmail.com
俄罗斯联邦, Tomsk

А. Bryuzgina

National Research Tomsk State University

Email: olesyalaput@gmail.com
俄罗斯联邦, Tomsk

U. Khomutova

National Research Tomsk State University

Email: olesyalaput@gmail.com
俄罗斯联邦, Tomsk

О. Laput

National Research Tomsk State University

Email: olesyalaput@gmail.com
俄罗斯联邦, Tomsk

I. Vasenina

P.N. Lebedev Physical Institute

Email: olesyalaput@gmail.com
俄罗斯联邦, Moscow

D. Zuza

Institute of High Current Electronics

Email: olesyalaput@gmail.com
俄罗斯联邦, Tomsk

S. Tuyakova

National Research Tomsk State University

Email: olesyalaput@gmail.com
俄罗斯联邦, Tomsk

I. Kurzina

National Research Tomsk State University

Email: olesyalaput@gmail.com
俄罗斯联邦, Tomsk

参考

  1. Chen Y., Geever L.M., Killion J.A., Lyons J.G., Higginbotham C.L., Devine D.M. // Polym. Plast. Technol. Eng. 2016. V. 55. № 10. P. 1057. https://www.doi.org/10.1080/03602559.2015.1132465
  2. Hamad K., Kaseem M., Yang H.W., Deri F., Ko Y.G. // Express Polym. Lett. 2015. V. 9. № 5. P. 435. https://www.doi.org/10.3144/expresspolymlett.2015.42
  3. Bernardo M.P., da Silva B.C.R., Hamouda A.E.I., de Toledo M.A.S., Schalla C., Rütten S., Goetzke R., Mattoso L.H.C., Zenke M., Sechi A. // Sci. Rep. 2022. V. 12. https://www.doi.org/10.1038/s41598-022-05207-w
  4. Sivagnanamani G.S., Rashia B.S., Vasumathi M. // Polym. Compos. 2022. V. 43. № 1. P. 173. https://www.doi.org/10.1002/pc.26365
  5. Pellis A., Silvestrini L., Scaini D., Coburn J.M., Gardossi L., Kaplan D.L., Herrero Acero E., Guebitz G.M. // Process Biochem. 2017. V. 59. P. 77. https://www.doi.org/10.1016/j.procbio.2016.10.014
  6. Salahuddin N., Abdelwahab M., Gaber M., Elneanaey S. // Mater. Sci. Eng. C. 2022. V. 108. https://www.doi.org/https://www.doi.org/10.1016/j.msec.2019.110337
  7. Gugutkov D., Gustavsson J., Cantini M., Salmeron-Sánchez M., Altankov G. // J. Tissue Eng. Regen. Med. 2017. V. 11. № 10. P. 2774. https://www.doi.org/https://www.doi.org/10.1002/term.2172
  8. Romanova O.A., Tenchurin T.H., Demina T.S., Sytina E.V., Shepelev A.D., Rudyak S.G., Klein O.I., Krasheninnikov S.V., Safronova E.I., Kamyshinsky R.A. // Cell Prolif. 2019. V. 52. https://www.doi.org/10.1111/cpr.12598
  9. Baptista R., Guedes M. // Mater. Sci. Eng. 2021. V. 118. P. 111528. https://www.doi.org/10.1016/j.msec.2020.111528
  10. Farah S., Anderson D.G., Langer R. // Adv. Drug Deliv. Rev. 2016. V. 107. P. 367. https://www.doi.org/10.1016/j.addr.2016.06.012
  11. Abd Alsace R.A., Aladdin A., Othman N., Malek R.A., Leng O., Aziz R., El Enchase H. // J. Chem. Pharm. Res. 2015. P. 51.
  12. Asadollahi M., Gerashi E., Zohrevand M., Zarei M., Shahab Sayedain S., Alizadeh R., Labbaf S., Atari M. // Bioprinting. 2022. V. 27. https://www.doi.org/10.1016/j.bprint.2022.e00228
  13. Li Z., Jiao D., Zhang W., Ren K., Qiu L., Tian C., Li Y., Li J., Zhou X., Zhao Y., Han X. // Colloids Surf. B. 2021. V. 206. https://www.doi.org/10.1016/j.colsurfb.2021.111949
  14. Szczepanska P., Szymanowski H., Suwalska M., Rosinska K., Skrodzki M., Uznanski P., Bociaga D., Bubko I., Drozd E., Gruber-Bzura B., Deszczynski J.M., Sobczyk-Guzenda A. // Ceram. Int. 2023. V. 49. № 5. P. 7692. https://www.doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.10.263
  15. Benatti A.C.B., Pattaro A.F., Rodrigues A.A., Xavier M.V., Kaasi A., Barbosa M.I.R., Jardini A.L., Filho R.M., Kharmandayan P. // Mater. Biomed. Engineer. 2019. P. 83. https://www.doi.org/10.1016/B978-0-12-816901-8.00004-3
  16. Perinelli D.R., Cespi M., Bonacucina G., Palmieri, G.F. // J. Pharm. Investig. 2019. V. 49. P. 443. https://www.doi.org/10.1007/s40005-019-00442-2
  17. Chen J., Yu M., Guo B., Ma P. X., Yin Z. // J. Colloid Interface Sci. 2018. V. 51. P. 517. https://www.doi.org/10.1016/j.jcis.2017.12.062
  18. Thomas M.S., Pillai P.K.S., Faria M., Cordeiro N., Barud H., Thomas S., Pothen L.A. // J. Mater. Sci. Mater. Med. 2018. V. 29. № 9. P. 137. https://www.doi.org/10.1007/s10856-018-6146-1
  19. Alisir S.H., Ozdemir N., Burgaz E., Dege N., Canavar, Y.E. // Fibers Polym. 2021. V. 22. № 10. P. 2738. https://www.doi.org/10.1007/s12221-021-0166-z
  20. Scaffaro R., Lopresti F., Marino A., Nostro, A. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018. V. 102. P. 7739–7756. https://www.doi.org/10.1007/s00253-018-9220-1.
  21. Gleissner C., Landsiedel J., Bechtold T., Pham T. // Polymer Rev. 2022. V. 62. № 4. P. 757. https://www.doi.org/10.1080/15583724.2022.2025601
  22. Michael F.M., Khalid M., Walvekar R., Siddiqui H., Balaji A.B. Surface modification techniques of biodegradable and biocompatible polymers // Biodegradable and Biocompatible Polymer Composites: Processing, Properties and Applications. / Ed. Navinchandra G.S. Elsevier, 2018. P. 33. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100970-3.00002-X
  23. Nageswaran G., Jothi L., Jagannathan S. // Non-thermal plasma technology for polymeric materials. 2019. P. 95. https://www.doi.org/10.1016/b978-0-12-813152-7.00004-4
  24. Cools P., De Geyter N., Morent R. PLA enhanced via plasma technology: a review // New Developments in Polylactic Acid Research. / Ed. Winthrop C. Nova Science Publishers, Inc. 2015. P. 79.
  25. Izdebska-Podsiadły J. // Coatings. 2023. V. 13. P. 279. https://www.doi.org/10.3390/coatings13020279
  26. Izdebska-Podsiadły J., Dörsam E. // Bull. Mater. Sci. 2021. V. 44. P. 79. https://www.doi.org/10.1007/s12034-021-02355-z
  27. Yang Y.W., Wu J.Y., Liu C.T., Liao G.C., Huang H.Y., Hsu R.Q., Chiang M.H., Wu J.S. // J. Biomed. Mater. Res. A. 2014. V. 102. № 1. P. 160. https://www.doi.org/10.1002/jbm.a.34681
  28. Sarapirom S., Yu L.D., Boonyawan D., Chaiwong C. // Appl. Surf. Sci. 2014. V. 310. P. 42.
  29. De Geyter N., Morent R., Desmet T., Trentesaux M., Gengembre L., Dubruel P. // Surf. Coat. Technol. 2010. V. 204. № 20. https://www.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2010.03.037
  30. Egghe T., Van Guyse J. F., Ghobeira R., Morent R., Hoogenboom R., De Geyter N. // Polymer Degradation and Stability. 2021. V. 187. https://www.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab. 2021.109543
  31. Wigwag R., Finke B., Rebel H., Mischler N., Quasar M., Schaefer J., Schnabelrauch M. // Adv. Eng. Mater. 2011. V. 13. № 5. P. 165. https://www.doi.org/10.1002/adem.201080116
  32. Cheng K.Y., Chang, C.H., Yang Y.W., Liao G.C., Liu C.T., Wu J.S. // Appl. Surf. Sci. 2017. V. 394. P. 534. https://www.doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.10.093
  33. Laput O.A., Vasenina I.V., Korzhova A.G., Bryuzgina A.A., Khomutova U.V., Tuyakova S.G., Akhmadeev Y.H., Shugurov V.V., Bolbasov E.N., Tverdokhlebov S.I., Chernyavskii A.V., Kurzina I.A. // Polymers. 2023. V. 15. № 16. P. 3381. https://www.doi.org/10.3390/polym15163381
  34. Zuza D.A., Nekhoroshev V.O., Batrakov A.V., Markov A.B., Kurzina I.A. // Vacuum. 2023. V. 207. https://www.doi.org/https://www.doi.org/10.1016/j.vacuum.2022.111690.
  35. Zuza D.A., Nekhoroshev V.O., Batrakov A.V., Markov A.B., Chernyavskii A.V., Kurzina I.A. // Vacuum. 2023. V. 221. https://www.doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112858
  36. CasaXPS: Processing Software for XPS, AES, SIMS and More. (2022) Casa Software Ltd. http://www.casaxps.com/
  37. KRÜSS Software. (2022) KRÜSS Scientific Instruments, Inc., Matthews, NC, USA. https://www. kruss-scientific.com
  38. Owens D., Wendt R. // J. Appl. Polym. Sci. 1969. V. 13. P. 1741. https://doi.org/10.1002/app.1969.070130815
  39. Beamson G., Briggs D. High Resolution XPS of Organic Polymers. Chichester: Wiley, 1992. 295 p.
  40. Greczynski G., Hultman L. // J. Appl. Phys. 2022. V. 132. № 1. https://www.doi.org/10.1063/5.0086359
  41. Jordá-Vilaplana A., Fombuena V., García-García D., Samper M.D., Sánchez-Nácher L. // Eur. Polym. J. 2014. V. 58. P. 23. https://www.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2014.06.002
  42. Jacobs T., Declercq H., de Geyter N., Cornelissen R., Dubruel P., Leys Ch., Beaurain A., Payen E., Morent R. // J. Mater. Sci. Mater. Med. 2013. V. 24. P. 469–478. https://www.doi.org/10.1007/s10856-012-4807-z
  43. Czwartos J., Budner B., Bartnik A. // Express Polym. Lett. 2020. V. 14. P. 1063. https://www.doi.org/10.3144/expresspolymlett.2020.86
  44. Laput O.A., Vasenina I.V., Botvin V.V., Kurzina I.A // J. Mater. Sci. 2022. P. 1. https://www.doi.org/10.1007/s10853-021-06687-3
  45. Yastremsky E.V., Patsaev T.D., Mikhutkin A.A., Sharikov R.V., Kamyshinsky R.A., Lukanina K.I., Vasiliev A.L. // Cryst. Rep. 2022. V. 67. № 3. P. 421. https://www.doi.org/10.1134/S1063774522030233
  46. Demina T.S., Piskarev M.S., Birdibekova A.V., Veryasova N.N., Shpichka A.I., Kosheleva N.V., Timashev P.S. // Polymers. 2022. V 14. № 22. https://www.doi.org/10.3390/polym14224886
  47. NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database (2000) NIST Standard Reference Database Number 20, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD. https://www.doi.org/10.18434/T4T88K
  48. Jiang T., Carbone E.J., Lo K.W.-H., Laurencin C.T. // Prog. Polym. Sci. 2015. V. 46. P. 1. https://www.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2014.12.001
  49. Hasan A., Memic A., Annabi N., Hossain M., Paul A., Dokmeci M.R., Khademhosseini A. // Acta Biomater. 2014. V. 10. № 1. P. 11. https://www.doi.org/10.1016/j.actbio.2013.08.022
  50. Сумм Б.Д. Физико-химические основы смачивания и растекания. М.: Химия, 1976.232 с.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Survey spectra of the polylactide surface before (1) and after modification with Ar/air (2) and Ar/air/DEA (3) plasma.

下载 (14KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Regions of high-resolution C1s photoelectron spectra for PLA samples before (a) and after modification with Ar/air (b) and Ar/air/DEA (c) plasma.

下载 (64KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Regions of high-resolution photoelectron spectra of N1s for samples after plasma modification Ar/air (1) and Ar/air/DEA (2).

下载 (18KB)
索引源数据
5. Fig. 4. SEM images of the sample surface and diagrams of the distribution of fiber diameters (in the insets) of PL (a) and PL modified with Ar/air plasma (b) and Ar/air/DEA (c).

下载 (87KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».