Implantação de Íons de Nitrogênio em PMMA Através de uma Fonte Kaufman

Abstract

A modificação de superfícies é uma técnica que a engenharia tem feito uso há muito tempo, para melhoria de propriedades em materiais. O poli metil-metacrilato (PMMA), por ser um material de constante uso em aplicações biomédicas, exige que sua superfície apresente características favoráveis à adesão celular e compatibilidade com tecidos. Os polímeros, de uma maneira geral, quando submetidos a tratamentos em plasma, tendem a formar grupos funcionais que alteram propriedades ópticas, químicas, físicas e de biocompatibilidade. Em função disso, este trabalho propôs realizar a funcionalização de substratos de PMMA através da fonte de íons Kaufman. Amostras de PMMA foram submetidas ao feixe de íons de nitrogênio gerado pela fonte Kaufman, em diversas condições. A caracterização foi feita pelas técnicas de GD-OES, FTIR e EDS. Ficou comprovado, através do perfil de concentração de nitrogênio obtido por GD-OES, que a quantidade de nitrogênio na superfície aumenta gradativamente com o tempo de implantação e a potência. Outro indício foi a análise em FTIR, que mostrou presença de aminas nas faixas entre 1654-655 cm-1 e 3300-3700 cm^-1. A análise em EDS, porém, comprovou também a presença de ferro e cromo, agentes citotóxicos, que precisam ser eliminados para a continuidade dos trabalhos.

Implantation of Nitrogen Ions through a Kaufman Ion Source

Surface modification is a technique that engineering has been using for a long time, in order to improve the properties of materials. Poly(methyl methacrylate) (PMMA), for being a material of constant use in biomedical applications, demands that its surface offers favorable characteristics in cell adhesion and tissue compatibility. Polymers, generally speaking, when submitted to plasma treatments, tend to form functional groups that alter optical, chemical, physical and biocompatibility properties. Taking all of this into consideration, this work proposed to functionalize PMMA substrates through a Kaufman ion source. PMMA samples were submitted to a nitrogen ion beam generated through the Kaufman source, in different conditions. Characterization was carried out by the techniques of GD-OES, FTIR and EDS. It was proved, through nitrogen concentration profile obtained by GD-OES, that the amount of nitrogen in the surface increased gradually with implantation time and supplied power. The FTIR analysis was another evidence of nitrogen presence, as amines were detected in the bands between 1654-655 cm-1 and 3300-3700 cm^-1. The EDS analysis, though, proved that iron and chromium, cytotoxic agents, are also present and therefore, they must be eliminated from the process, so that future studies can be carried out.