Effects of NH3, O2, and N2 co-implantation on Cu out-diffusion and antimicrobial properties of copper plasma-implanted polyethylene

Los metales reactivos antibacteriales son efectivos en el mejoramiento de las propiedades antibacteriales de los polímeros médicos. Sin embargo, la incorporación de metales reactivos antibacteriales dentro de los polímeros por los métodos convencionales usualmente produce efectos antibacteriales inestables. Nuestras investigaciones previas demostraron que la implantación de ion inmerso en plasma (PIII) puede ser utilizado efectivamente para incorporar metales reactivos antibacteriales, como Cu, dentro del polietileno (PE) en la regiones cercanas a la superficie sobre algunos cientos de nanómetros sin provocar daños considerables en la matriz del polímero. En este trabajo, varios gases incluyendo NH3, O2 o N2, fueron implantados en el plasma conjuntamente con la implantación de ion inmerso en plasma de Cu para estudiar los efectos de esas especies de gas en la tasa de liberación de Cu desde el sustrato. Nuestros resultados experimentales revelan que el perfil de profundidad del cobre no se ve afectado significativamente por la co-implantación de NH3, O2 o N2 y esos elementos gaseosos tienen un perfil de profundidad similar al del cobre. Análisis químicos han demostrado que los enlaces funcionales polares formados en el sustrato de C=O, C-O, C-N, C=N y C≡N juegan un rol importante en la regulación de la difusión de salida del Cu. De estas tres especies gaseosas, el N2 mostró los mejores efectos en la regulación de la difusión de salida del Cu y produjo los mejores resultados en las propiedades antibacteriales a largo plazo. Fueron descritos la retención de cobre y el mecanismo de difusión de salida en el polietileno de los iones implantados.