Amélioration de l'adhésion de revêtements organiques déposés par plasma froid sur polymères pour applications biomédicales

Résumé

Les modifications de surfaces par plasma connaissent un essor important dans le domaine biomédical, par exemple en permettant d'optimiser la réponse biologique sans altérer les propriétés d'implants médicaux. Ce projet s’inscrit dans le cadre de l’étude de revêtements «polymères-plasma» (PP) riches en groupements fonctionnels, e.g. amines primaires, développés afin d'améliorer l'adhésion et la croissance cellulaire et de permettre le greffage covalent de biomolécules actives, en particulier sur des prothèses vasculaires et endovasculaires. L’adhésion et la stabilité de ces PP sur des substrats, tant à sec qu’en milieu aqueux, s’avèrent donc des paramètres cruciaux à évaluer et optimiser. Les objectifs de ce projet consistent d’une part, à évaluer l’adhésion des PP sur le poly(tétrafluoroéthylène) (PTFE) et le poly(éthylenetéréphthalate) (PET) en milieu sec et humide et d’autre part, à optimiser l’adhésion à la surface du PTFE en la prétraitant par plasma d’ammoniac (NH3) avant le dépôt du revêtement. Le PP étudié ici (désigné «LP»), préparé à partir d'un mélange d'éthylène (C2H4) et d'ammoniac, est déposé sur deux substrats polymériques, le PET et le PTFE. Son adhésion est évaluée par test de pelage selon la norme ASTM F1842. Une coloration après pelage du revêtement suivie d'une analyse d'image est ensuite réalisée pour déterminer le pourcentage de revêtement enlevé. L’optimisation de l’adhésion sur le PTFE est effectuée en variant les paramètres de prétraitement tel que la puissance, la pression et le temps. Les compositions en surface et la mouillabilité du LP et des surfaces prétraitées, à l'état sec et après immersion dans l'eau déionisée, sont caractérisées par XPS et mesure d’angle de contact, respectivement. L'adhésion du LP sur PET s'est avérée excellente en milieu sec, avec moins de 1% de délamination, mais relativement faible en milieu hydraté (avec un minimum de 4±6% et un maximum de 44±7% à 5min et à 60min d’immersion en eau déionisée, respectivement. L’adhésion sur le PTFE est faible, avec 56% et 75% de délamination en milieu sec et hydraté, respectivement. Ces pourcentages peuvent être diminués substantiellement par prétraitement plasma. L’optimisation des paramètres de prétraitement a montrée qu’une délamination quasi-nulle est obtenue avec un prétraitement par plasma NH3 de 15s à 100 mTorr et 50W (0% et 8±3% à l’état sec et à 30min d’immersion), respectivement. Le plasma N2, utilisé à titre de comparaison, s’avère beaucoup moins efficace. La composition chimique du LP et la croissance cellulaire sur le LP/PTFE prétraité n’ont pas été significativement affecté par ce prétraitement. Plus d’investigations sont requises pour expliquer l’évolution de l’adhésion du PET en milieu liquide.

Date	3 mai 2013
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Sophie Lerouge (Directeur(-trice))