Исследование нестационарных процессов в пучково-плазменных реакторах, применяемых для обработки материалов и изделий медико-биологического назначения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат наук Хтет Ко Ко Зау

• Хтет Ко Ко Зау
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Хтет Ко Ко Зау

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Распад электронно-пучковой плазмы и другие нестационарные процессы в пучково-плазменных системах

1.2. Градиентные материалы и их применение в медицине и биологии

1.2.1. Градиенты, существующие тугуо

1.2.2. Искусственные градиентные поверхности и материалы

1.2.3. Технологии создания трехмерных градиентов

Глава 2. Материалы и методы

2.1. Методы исследования исходных и плазмохимически обработанных полимеров

2.1.1. Полимерные материалы

2.1.2. Рентгено-фотоэлектронная спектроскопия

2.1.3. Фурье-ИК спектроскопия МНПВО

2.1.4. Характеристика гидрофильно-гидрофобных свойств поверхности полимеров

2.1.5. Исследование цитотоксической активности полимеров после плазмохимической модификации

2.2. Генерация электронно-пучковой плазмы

2.3. Генерация гибридной плазмы

Глава 3. Общие свойства распадающейся ЭПП и ее особенности

3.1. Влияние внешнего электрического поля на распад ЭПП

3.2. Генерация гибридной плазмы импульсно-периодическим электронным пучком

3.3. Влияние твердой стенки на распад гибридной плазмы

Глава 4. Экспериментальное исследование распада ЭПП аргона и кислорода

4.1. Экспериментальная установка: генератор электронно-пучковой плазмы

4.2. Экспериментальная установка: программируемый контроллер электронного пучка

4.3. Экспериментальная установка: зондовые измерения

4.4. Экспериментальная установка: регистрация излучения ЭПП и оптические измерения

Глава 5. Экспериментальные результаты и их обсуждение

5.1 Исследование распада плазмы

5.2. Зондовые измерения

5.3. Оптические измерения

5.4. Непрерывная и импульсно-периодическая генерация потока удаленной электронно-пучковой плазмы

5.5. Технологические эксперименты

5.5.1. Обработка полиметилметакрилата

5.5.2. Обработка полимерных изделий сложной геометрии

5.6. Сравнительный анализ воздействия компонентов гибридной плазмы на полимерные материалы

5.6.1. Обработка полимерных изделий сложной геометрии

5.6.2. Анализ химического состава и свойств поверхности полимеров, модифицированных в гибридной плазме

6. Выводы

7. Список литературы

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

SFE - свободная поверхностная энергия

ВЧ - высокочастотный разряд

ГП - гибридная плазма

ИК - инфракрасное излучение

МНПВО- ИК-спектроскопия методом многократного нарушенного полного внутреннего отражения

НТП- Низкотемпературнаяплазма

ПММА - полиметилметакрилат

ПЭТ - полиэтилентерфталат

РФЭС - рентгено-фотоэлектронная спектроскопия

УФ - ультрафиолетовое излучение

ФРЭЭ - функция распределения электронов по энергиям

ЭП - электронный пучок

ЭПП - электронно-пучковая плазма

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование нестационарных процессов в пучково-плазменных реакторах, применяемых для обработки материалов и изделий медико-биологического назначения»

Актуальность работы:

Создание на поверхности изделий требуемого специального распределения физических, химических, а в последнее время - и биологических, свойств является одной из наиболее развитых областей электронно-лучевой обработки материалов. Такая обработка может применяться на различных технологических этапах изготовления изделий, но чаще всего - на финальных стадиях, когда важно контролируемым образом модифицировать свойства материала в поверхностном слое, не изменяя их в объеме изделия.

Успехи в технике проводки электронных пучков из вакуума в плотные газообразные среды и аэрозоли позволили создать особый класс плазмотехнических систем на основе плазмы, генерируемой электронными пучками - электронно-пучковой плазмы (Electron-Beam-Generated Plasma). Такие системы заняли определенную нишу среди других плазменных устройств, в которых обработка поверхности материала или изделия осуществляется за счет воздействия на нее холодной сильнонеравновесной плазмы. В пучково-плазменных реакторах удается в полной мере использовать преимущества плазмы, возбуждаемой электронным пучком, для низкотемпературной обработки с целью получения материалов с новыми или улучшенными функциональными свойствами.

Одним из наиболее активно развивающихся направлений в применениях плазменно-модифицированных материалов являются изделия медико-биологического назначения, используемые в клинической практике и для лабораторных работ. В рамках этого направления сформировался ряд научных и технологических задач, связанных с созданием на поверхности изделия структур со сложным распределением физико-химических и биологических свойств, в частности - функционально-градиентных структур.

В области технологий получения функционально-градиентных

материалов сформировалось самостоятельное направление - градиентные

5

полимерные материалы [1]. Если для получения градиентных материалов на основе металлов основным механизмом воздействия на вещество является нагрев (в том числе - электронно-лучевой нагрев) [2, 3], то для полимерных материалов термическое воздействие ограничено температурной стойкостью материала, и требуемое распределение свойств по поверхности изделия определяется степенью модификации материала за счет иных механизмов. При этом традиционно ставится следующая инженерная задача: создать материал с регулируемым в широком интервале модулем упругости в пределах одного образца. Примером успешного применения таких материалов в медицине является производство имплантатов, когда жёсткий материал имитирует костную ткань, а резиноподобный - хрящевидную.

Для модификации полимеров успешно применяются вневакуумные электронно-лучевые технологии. Обычно используются установки на основе ускорителей электронов, в которых сформированный в условиях глубокого вакуума электронный пучок большого сечения выводится в атмосферу через выводное окно фольгового типа [4]. Для таких установок характерны высокие (~1 МэВ) энергии ускоренных электронов, и модификация материала происходит именно за счет воздействия на него высокоэнергетичных электронов. Степень модификации поверхности определяется дозой электронного облучения, а для создания поверхностей с некоторым распределением свойств обычно применяются специальные поглощающие маски или механическое перемещение материалов в зоне электронно-лучевого воздействия.

Перенос процесса обработки в область форвакуумных давлений и

применение систем вывода концентрированных электронных пучков

устраняют эти недостатки: перемещением электронного пучка, выведенного в

плотную газообразную среду с давлением 0,1-100 Торр, легко управлять с

помощью простых электромагнитных отклоняющих систем, а энергию

электронов можно снизить до десятков кэВ. При прохождении такого

электронного пучка через газ, пар или аэрозоль образуется холодная, но

6

обладающая высокой химической активностью плазма, что позволяет задействовать плазмохимические механизмы управляемой модификации свойств полимерных материалов. Разработке плазмохимических технологий низкотемпературной модификации полимеров и биополимеров в настоящее время уделяется большое внимание, и известно значительное количество работ, посвященных научным и технологическим аспектам этой проблемы (см., например, [5, 6]).

Главной идеей диссертационного исследования является попытка совместить в одном устройстве сразу несколько преимуществ электронно-пучковых установок, работающих в форвакуумном диапазоне давлений, а именно возможность:

• Осуществить процесс обработки в средах специально подобранного химического и фазового состава;

• Задействовать механизмы низкотемпературной плазмохимической модификации полимеров в неравновесных условиях;

• Использовать совместимость электронных пучков с другими ионизаторами (например, с газовым разрядом емкостного типа) для получения комбинированной (или как ее часто называют, гибридной) плазмы с целью получения дополнительных преимуществ от их совместного воздействия на плазмообразующую среду и обрабатываемый материал;

• Безинерционно управлять направлением оси концентрированного электронного пучка после его инжекции в плазмообразующую среду и, соответственно, пространственным распределением энерговыделения в реакционном объеме и на поверхности обрабатываемого изделия;

• Применить импульсно-периодические режимы генерации плазмы для того, чтобы:

- повысить энергоэффективность процесса за счет осуществления плазмохимических процессов в распадающейся плазме,

- снизить тепловые нагрузки на материал в зоне пучково-плазменного воздействия,

- повысить управляемость локальной дозой облучения материала (тяжелыми частицами плазмы и электронами деградационного спектра) в процессе обработки.

В импульсно-периодических режимах работы пучково-плазменного реактора, а также при сканировании электронного пучка по реакционному объему и/или по обрабатываемой поверхности неизбежно возникают специфические нестационарные процессы, как в плазме, так и в материале. Плазменные эффекты главным образом связаны с процессами распада плазмы после прекращения действия ионизатора. Процессы в обрабатываемом материале обусловлены периодическим нагревом/охлаждением зоны пучково-плазменного воздействия и запуском плазмохимических процессов, которые могут продолжаться и без воздействия электронного пучка.

Весьма важным является и то, что перечисленные выше особенности пучково-плазменных реакторов позволяют проводить обработку больших по площади и сложных по форме изделий с целью создания локально-модифицированных зон, которые могут образовывать градиентные структуры. Материалы с поверхностно-распределенными свойствами, в том числе градиентно-функциональные полимеры, привлекают все больше внимания для изучения клеточных ответов, адгезии, распределения и миграции клеток по поверхности искусственных матриксов.

Подобные свойства полимерные материалы могут приобретать при

создании на их поверхностях целенаправленного распределения заряженных

групп, придающих ей упорядоченно изменяющиеся гидрофильные или

гидрофобные свойства. Для получения таких эффектов электронно-пучковая

и комбинированная плазма могут оказаться вполне подходящим

инструментом при формировании полимерных матриц, обладающих высокой

биосовместимостью с живыми клетками, которые обеспечивают их рост в

заданном направлении и организацию упорядоченных межклеточных

контактов. Матрицы, обладающие перечисленными свойствами, находят свое применение в области регенеративной медицины.

С этой точки зрения выполненное диссертационное исследование, в котором изучается модификация материалов и изделий, реально применяемых в медицинской практике и лабораториях медико-биологического профиля, с помощью пучково-плазменных реакторов, работающих в импульсно-периодических режимах или в режимах со сканированием электронного пучка, является актуальным и дает дополнительную информацию по данной научно-технической проблеме.

Научная новизна исследования:

В ходе выполнения работы была создана установка, позволяющая генерировать в импульсно-периодическом режиме электронно-пучковую и гибридную плазму как в свободном объеме, так и внутри диэлектрических контейнеров, получая при этом достаточно большие устойчивые реакционные области. Получены новые данные об электронной плотности в распадающейся электронно-пучковой плазме аргона, а также ее времени жизни в зависимости от условий генерации плазмы, в том числе от частоты модуляции пучка. Для форвакуумного диапазона давлений экспериментально обнаружено существование долгоживущих возбужденных состояний в плазме аргона.

С использованием импульсно-периодических и сканирующих электронных пучков на поверхности полимерных материалов, используемых в медицинской практике и медико-биологических исследованиях, были получены структуры с пространственно-распределенными свойствами (одномерные и двумерные паттерны). Накоплены данные о химическом составе и биологических свойствах поверхности полимеров, модифицированных в электронно-пучковой и гибридной плазме.

Практическая значимость:

В результате работы была продемонстрирована принципиальная возможность получения в распадающейся электронно-пучковой и гибридной плазме, управляемой сканирующим электронным пучком, биосовместимых градиентных полимерных материалов для работы с клеточными культурами. Показана эффективность метода для поверхностной обработки термолабильных изделий, имеющих сложную объемную геометрию, таких как мультилуночные культуральные планшеты. Для таких изделий предложен оригинальный способ управления процессом плазмохимической обработки посредством регулировок и оптимизацией частоты, длительности и количества импульсов электронного пучка.

В целом, разработанная в диссертации методика может быть применена для создания современных интеллектуальных материалов, в том числе мультифункциональных и адаптирующихся покрытий, клеточных скаффолдов и матриксов, систем адресной доставки лекарственных препаратов и депо-форм прологированного действия, а также для модификации и риформинга природных высокомолекулярных соединений.

Работа была поддержана грантом РФФИ на лучшие проекты фундаментальных научных исследований, выполняемых молодыми учеными, обучающимися в аспирантуре («Аспиранты»): грант №19-38-90009.

Цель исследования:

Целью настоящей работы является изучение нестационарных процессов в пучково-плазменных плазмохимических реакторах, работающих в импульсно-периодических режимах и в режимах со сканированием электронного пучка, при их использовании для формирования структур с поверхностно-распределенными свойствами в полимерных материалах и изделиях.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Создать экспериментальную установку, позволяющую генерировать электронно-пучковую и гибридную плазму в импульсно-периодическом режиме как в сводном объеме, так и внутри диэлектрических контейнеров.

2. На примере электронно-пучковой плазмы аргона получить экспериментальные данные об эволюции электронной плотности в процессе распада плазмы, а также времени ее жизни, в зависимости от параметров генерации плазмы и частоты модуляции пучка; установить характерные времена различных фаз распада электронно-пучковой плазмы.

3. Получить в гибридной плазме, управляемой импульсно-периодическими и/или сканирующими электронными пучками, на поверхности полимерных материалов структуры с пространственно-распределенными свойствами.

4. Предложить алгоритмы управления процессом модификации полимерных материалов посредством локализации облака гибридной плазмы в заданной зоне реакционного объема сканирующими импульсно-периодическими электронными пучками. Найти способы управления плазмохимическими процессами в приповерхностной зоне обрабатываемого изделия посредством регулировок и оптимизацией частоты, длительности и количества импульсов электронного пучка.

5. Накопить экспериментальные данные о возможных нарушениях однородности реакционного объема при работе пучково-плазменных реакторов в переходных режимах, когда один или несколько параметров, характеризующих условия генерации плазмы, изменяются во времени по заданному закону.

Положения, выносимые на защиту:

1. Конструкция экспериментальной установки, позволяющей генерировать и исследовать электронно-пучковую и гибридную плазму в условиях, характерных для плазмохимических реакторов, работающих в импульсно-периодических режимах или режимах со сканированием пучка по реакционному объему.

2ТЧ с» с» и

. Результаты зондовых измерений электронной плотности в распадающейся электронно-пучковой плазме аргона и результаты оптических измерений времени ее высвечивания в зависимости от условий генерации плазмы.

3. Способ управления процессом пучково-плазменной поверхностной модификации полимерных материалов посредством локализации облака гибридной плазмы в заданной зоне реакционного объема сканирующими и импульсно-периодическими электронными пучками. Способы управления реакционным объемом с помощью задания специальных алгоритмов сканирования электронного пучка.

4. Результаты исследований химического состава и биологических свойств поверхности полимеров, модифицированных в плазме, возбуждаемой или управляемой сканирующими и импульсно-периодическими электронными пучками.

Апробация работы:

Результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях, симпозиумах и научных семинарах:

Результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях, симпозиумах и научных семинарах:

1. VIII Международный симпозиум "Теоретическая и прикладная плазмохимия", г. Иваново, Россия, 2018.

2. 61-я Всероссийская научная конференция, Московский физико-технический институт, г. Долгопрудный, Россия, 2018.

3. Конференция 14-ая Международная научно-техническая

конференция «Вакуумная техника, материалы и технология», г. Москва, 2019.

12

4. Conference 12th International Conference on "Plasma Assisted Technologies", Yalta, Russian Federation, 2019.

5. XXVI научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов «Вакуумная наука и техника», г. Судак, ТОК «Судак», 2019.

6. II Ежегодный Саммит молодых ученых и инженеров «Большие вызовы для общества, государства и науки», г. Сочи, Россия, 2019 г.

7. 62-ой Всероссийская научная конференция, Московский физико-технический институт, г. Долгопрудный, Россия, 2019.

8. 27-я научно-техническая конференция с участием зарубежных специалистов «Вакуумная наука и техника», г. Судак, ТОК «Судак», 2020.

9. 63-ой Всероссийская научная конференция, Московский физико-технический институт, г. Долгопрудный, Россия, 2020.

Публикации автора по теме диссертации:

По теме диссертации опубликовано 10 работ в том числе 10 статей в журналах из списка изданий, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём диссертации:

Диссертационная работа объемом 108 страниц состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, 5 глав экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов. Работа содержит 6 таблиц и 35 рисунков. Список литературы включает 31 отечественных и 103 иностранных работ.

Вклад автора:

Автор принимал непосредственное участие в планировании экспериментов и в выборе методик их проведения. Им была получена значительная часть экспериментальных данных, проведен их анализ и обобщение. Автором сформулированы выводы и рекомендации по практическому использованию результатов диссертационного исследования.

ГЛАВА I. ОБЗОРЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Распад электронно-пучковой плазмы и другие нестационарные процессы в пучково-плазменных системах

Согласно общепринятому определению под распадом плазмы понимается эволюция во времени параметров, характеризующих плазму, после прекращения действия ионизатора. Слабоионизованная низкотемпературная плазма, характеризуется определенными значениями концентрации (пе) и температуры (Те) электронов, ионов (п¡, Т) и нейтрального газа (п%, Тя). Аналогичные характеристики можно использовать и для возбужденных тяжелых частиц плазмы (атомов, ионов, радикалов).

В стационарных условиях, когда внешние источники поддержания плазмы действуют непрерывно и постоянны по величине, эти параметры практически не изменяются. В случае внезапного прекращения действия ионизатора стационарные условия нарушаются, и наступает распад плазмы: электроны и ионы рекомбинируют, а температура всех компонент плазмы стремится к постоянной велечине, равной температуре нейтрального газа. При этом концентрации электронов, ионов и возбужденных частиц уменьшаются, и в конечном итоге, газ переходит в свое обычное состояние. Снятие возбуждения, как правило, сопровождается эмиссией оптического изчения, анализ которого дает ценную информацию о характеристиках распадающейся плазмы, т.е. о геометрии и свойствах распадающейся плазмы в процессе ее эволюции. Если плазма до начала распада была неравновесной, то ее распад можно характеризовать эволюцией функции распределения электронов по энергиям (ФРЭЭ).

Наиболее изученным является распад плазмы различных газовых разрядов, которому посвящено множество оригинальных и обзорных работ. Достаточно полнуюю информацию о различных аспектах этой проблемы

можно найти в диссертационных работах [7- 10].

14

Для экспериментов с неразрядными источникамиплазмы использовались электронные пучки МэВ-ных энергий наносеундной длительности. С их помощью был исследован распад плазмы в сухом и влажном воздухе и кислороде в диапазоне давлений 2-50 Торр [11, 12], а также в воздухе и чистом азоте при давлениях 1 - 760 Торр [13]. Вработе [14] специальный раздел посвящен компьютерному моделированию распада плазмы аргона после отключения электронного пучка. В чистом аргоне предсказана экспоненциальная зависимость от времени плотности плазмы при температуре газа более 900 К.

По своим характеристикам к электронно-пучковой плазме близка плазма, создаваемая импульсными разрядами, в которых рождаются высокоэнергичные электроны. Экспериментальные исследования распада плазмы наносекундных СВЧ-разрядов проводились в воздухе при давлениях 30-60 Торр [15], а также в кислороде и азоте при давлениях 0.15 - 15 Торр [16].

Плазма высоковольтного наносекундного разряда, развивающегося в газах в форме волны ионизации при умеренных давлениях, изучалась в [17], [18]. С помощью такого разряда исследовался при комнатной температуре распад плазмы чистых азота, диоксида углерода, паров воды [19], а также кислорода, воздуха [20, 21] и некоторых кислородсодержащих смесей [22].

В реальных пучково-плазменных системах распад плазмы реализуется в импульсно-периодических режимах работы и в устройствах со сканированием электронного пучка по реакционному объему. Если предположить существование в электронно-пучковой плазме долгоживущих возбужденных состояний, то достаточно долгие по времени распадные процессы могут наблюдаться и в удаленной плазме, т.е. в плазме пространственно отделенной от источника, порождающего плазму. Такая плазма, в частности, используется в установках атомно-силового осаждения [23] и в PECVD-реакторах [24].

Кроме распадных, в электронно-пучковой плазме могут наблюдаться и другие нестационарные процессы, например - образование в плазменном

объеме периодических структур, подобных стратам в газовых разрядах. Упоминание о таком явлении имеется в работе [25].

Изучение доступных литературных источников позволяет сделать следующие выводы.

• Распад электронно-пучковой плазмы, возбуждаемой нзкоэнергетическими электронными пучками (Eb < 100 кэВ), экспериментально практически не изучался. Известно крайне ограниченное число работ, посвященных теоретическому описанию и компьютерному моделированию распадающейся электронно-пучковой плазмы в условиях форвакуума.

• Пучково-плазменные системы с импульсно-периодическими и сканирующими электронными пучками на практике применяются достаточно широко [26-27], но физика процессов распада электронно-пучковой плазмы применительно к таким системам остается неисследованной.

• Нестационарные процессы, которые сопровождают переходные режимы работы пучково-плазменных установок, целенаправленно не изучались.

• Возможности генерации удаленной плазмы, первоначально возбуждаемой в контейнере инжекцией непрерывного или импульсно-периодического электронного пучка, не исследовались.

1.2. Градиентные материалы и их применение в медицине и биологии

Миграция клеток in vivo чрезвычайно важна как в физиологическом, так и в патологическом процессах, таких как морфогенез, ангиогенез, заживление ран, иммунный ответ и метастазирование опухоли [28,29]. Миграция клеток и многие другие клеточные реакции происходят в живом организме в ответ на градиенты различных стимулов, роль которых могут играть растворимые хемоаттрактанты (хемотаксис), поверхностные адгезивные молекулы (гаптотаксис) или сигналы биофизической природы (дуротаксис или механотаксис) [30, 31]. Поэтому градиентные материалы являются весьма

16

привлекательными для использования в тканевом инжиниринге и регенеративной медицине, основная задача которой восстановление пораженной болезнью или повреждённой ткани с помощью активации эндогенных стволовых клеток или с помощью их трансплантации [32-34].

1.2.1. Градиенты, существующие in vivo

Клетки в живом организме окружены внеклеточным матриксом, представляющим собой сложную сеть, которая состоит из белков, полисахаридов и сигнальных молекул; в этой сети существуют физические и химические градиенты.

Физические градиенты определяются как постепенное изменение физических свойств матриксов, таких как пористость, жесткость и топология. Например, структура кости дает градиент механических свойств в костной ткани [35-37]. В живом организме существуют различные виды химических градиентов [38,39], которые координируются друг с другом для осуществления биологических эффектов [38,39].

Перечисленные виды градиентов координируются друг с другом для осуществления биологических эффектов, т.к. реакция клеток зависит как от скорости диффузии, так и расстояния между сигнальными молекулами [40]. Например, во время васкулогенеза или ангиогенеза, градиентрастворенного в межклеточной жидкости сосудистого эпидермального фактора роста увеличивает диаметр сосуда, в то время как градиент этого же белка, связанного с матриксом, способствует прорастанию ветвей сосуда [41].

Реакцией клеток на градиент является их ориентация путем перераспределения хемосенсорных сигнальных рецепторов и органелл [42-44] в сторону более высокой плотности лиганда. Если созданная ориентация сохраняется и в дальнейшем поддерживается, то миграция клеток происходит направленно. Миграция клеток, вызванная градиентом, может быть связана с их адгезией с подстилающим субстратом [42, 43, 48].

1.2.2. Искусственные градиентные поверхности и материалы

К настоящему времени разработаны различные технологии создания материалов (в том числе биоматериалов) с пространственно-распределенными свойствами [45-47], которые могут быть условно разделены на два класса: «сверху вниз» и «снизу вверх».

Первый подход подразумевает постепенную модификацию поверхности с помощью внешних источников, таких как травильные растворы, свет, электронные пучки, низкотемпературная плазма [49]. Обработка низкотемпературной плазмой

(в)

ксррошонныи раствор

1

шшшшши

I II ишш

; I I

* тшшшшштшшшшн!

_£ОШ_

Рис. 1.2.1. (а) Схема (вид сбоку) камеры реактора тлеющего разряда с экраном и обрабатываемым образцом [50]. (б) Схема устройства для получения градиента на поверхностях ПЭ с помощью коронного разряда. (в) Схема процесса получения градиента методом химического травления. (г) Дистанционное фотокаталитическое окисление самоорганизующегося монослоя тиола под градиентом УФ-освещения [51].

Помимо этих технологий, которые изначально предназначенные для модификации плоских поверхностей, были разработаны технологии для создания градиентов в трехмерных матрицах.

Подход "сверху вниз" в основном используется для активации инертных поверхностей для их дальнейшей функционализации. Подобная модификация может быть выполнена с использованием плазмохимического и фотохимического воздействия (Рис. 1.2.1). Эти воздействия производят травление, осаждение тонких пленок, химическую и/или физическую модификацию поверхности, активацию или функционализацию (Рис. 1.2.2), многих полимерных материалов, в том числе материалов медицинского применения.

Разработан широкий спектр методов обработки поверхности на основе плазмы, ряд из которых был коммерциализирован. Эти методы включают плазменное травление, плазменную имплантацию, плазменное осаждение, плазменную полимеризацию, плазменное напыление и многое другое. Эти процессы и методы могут быть реализованы как в плазме низкого, так и атмосферного давления.

Преимущество плазмы низкого давления, заключается в том, что условия обработки и модификации гораздо лучше контролируются и воспроизводимы по сравнению с плазмой атмосферного давления. Эти преимущества, по крайней мере, частично, компенсируют практические недостатки использования плазмы низкого давления - прежде всего необходимость вакуумного оборудования.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Хтет Ко Ко Зау, 2021 год

ЛИТЕРАТУРА

1. M. Naebe, K. Shirvanimoghaddam Functionally graded materials: A review of fabrication and properties // Applied Materials Today. - 2016. V. 5. - P. 223-245.

2. A.V. Chumaevskii, T.A. Kalashnikova, A.O. Panfilov et al. The formation of bimetallic materials by the electron-beam additive manufacturing // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. - 2021. - V. 1079. - P. 042014doi: 10.1088/1757-899X/1079/4/042014

3. K.N. Kalashnikov, K.S. Osipovich, T.A. KalashnikovaThe regularities of copper-aluminum system polymetallic samples manufacturing by the additive electron-beam technology// Materials Science Forum. - 2020. - V. 992. - P. 517-522.

4. М.Н. Васильев Применение электронно-пучковой плазмы в плазмохимии // Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Под ред. В.Е. Фортова. Т. XI. М.: Наука, 2001. С. 436-445.

5. P. Favia, R. d'Agostion Plasma treatment and plasma deposition of polymers for biomedical applications // Surf. Coat. Technol. - 1998. - V. 98., N 1-3. -P. 1102-1106.

6. H. Biederman Plasma polymers and some biomedical applications // European Cells and Materials - 2003. - V. 6., Suppl. 1. - P. 28.

7. Ефимов А.В. Развитие методов комплексного спектрального анализа многокомпонентной движущейся плазмы импульсных разрядов. Дисс. на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. М.-2017.

8. Амиров Р.Х. Релаксационные процессы, инициируемые наносекундными разрядами в молекулярных газах. Дисс. на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. М.-2000.

9. Иванов О.А. Физико-химические процессы в плазме наносекундных СВЧ разрядов. Дисс. на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. М.-2000.

10. Попов М.А. Распад плазмы высоковольтного наносекундного разряда в газообразных углеводородах и топливо-кислородных смесях. Дисс. на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. М.-2021.

11.Warman J. M., Zhou-lei M., van Lith D. Electron thermalization in nanosecond pulse-ionized dry and humid air //The Journal of chemical physics. - 1984. - Т. 81. - №. 9. - С. 3908-3914.

12. Warman J. M., Cooper R. Electron thermalization and attachment in pulse-irradiated oxygen studied by time-resolved microwave conductivity //International Journal of Radiation Applications and Instrumentation. Part C. Radiation Physics and Chemistry. - 1990. - Т. 36. - №. 4. - С. 517-521.

13. Spencer M. N., Dickinson J. S., Eckstrom D. J. Afterglow conductivity measurements of air and N2 following intense electron-beam excitation //Journal of Physics D: Applied Physics. - 1987. - Т. 20. - №. 7. - С. 923.

14. Лысенко С.Л. Численное моделирование электронно-пучковой плазмы в объеме, ограниченном твердыми стенками. Дисс. на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. М.-2005.

15.Вихарев А. Л. и др. Определение эффективного разрушения фреона в распадающейся плазме наносекундного СВЧ разряда //Журнал технической физики. - 1996. - Т. 66. - С. 56.

16.Mesko M. et al. Electron density measurements in afterglow of high power pulsed microwave discharge //Plasma Sources Science and Technology. -2004. - Т. 13. - №. 4. - С. 562.

17.Vasilyak L. M. et al. Fast ionisation waves under electrical breakdown conditions //PhysicsUspekhi. - 1994. - Т. 37. - №. 3. - С. 247.

18. Starikovskaia S. M. et al. Pulsed breakdown at high overvoltage: development, propagation and energy branching //Plasma Sources Science and Technology. - 2001. - Т. 10. - №. 2. - С. 344.

19. Aleksandrov N. L. et al. Plasma decay in N2, CO2 and H2O excited by highvoltage nanosecond discharge //Journal of Physics D: Applied Physics. -2007. - Т. 40. - №. 15. - С. 4493.

20. Aleksandrov N. L. et al. Plasma decay in the afterglow of a high-voltage nanosecond discharge in air //Plasma physics reports. - 2012. - Т. 38. - №. 2. - С. 179-186.

21. Aleksandrov N. L. et al. Plasma decay in air and O2 after a high-voltage nanosecond discharge //Journal of Physics D: Applied Physics. - 2012. - Т. 45. - №. 25. - С. 255202.

22. Anokhin E. M. et al. Plasma decay in high-voltage nanosecond discharges in oxygen-containing mixtures //Plasma Physics Reports. - 2016. - Т. 42. - №. 1. - С. 59-67.

23.Атомно-слоевое осаждение платины (Pt) — термическое и с применением удаленного источника плазмы // TechnoInfo. https://technoinfo.ru/catalog/atomno-sloevoe-osazhdenie-platiny-pt-termicheskoe-i-s-primeneniem-udalennogo-istochnika-plazmy.

24. Высококачественное PECVD SiO2 c удаленной плазмой // Technolnfo. https://technoinfo.ru/catalog/vysokokachestvennoe-pecvd-sio2-c-udalennoj-plazmoj.

25. А. С. Климов, А. А. Зенин, Д. Б. Золотухин, А. В. Тюньков, Ю. Г. Юшков. Генерация плазмы при ионизации газа электронными источниками в диапазоне давлений 1-100 Па (обзор). Успехи прикладной физики, 2019, том 7, № 3. С.249-259.

26.T.M. Vasilieva, D.G. Chuhchin, D.S. Kosyakov, N.V. Uluanovskii, A.A. Sigarev, M.N. Vasiliev, V.A. Miasnikov,Aung Myat Hein. The modification of biopolymer films and porous materials by electron-beam plasma // OAHOST. — 2016. — V. 1, N. 1. —04 Dec. 2016.

95

27.M. Vasiliev, T. Vasilieva, Aung Myat Hein. Hybrid plasma-chemical reactors for bio- polymers processing // Journal of Physics D: Applied Physics.— 2019. — V. 52, N 33. — P. 335202.

28.Martin, P. 1997 Wound healing-aiming for perfect skin regeneration. Science 276, 75 -81. (doi:10.1126/science. 276.5309.75).

29.Bernstein, L. R. & Liotta, L. A. 1994 Molecular mediators of interactions with extracellular matrix components in metastasis and angiogenesis. Curr. Opin. Oncol. 6, 106- 113.

30.Redd, M. J., Kelly, G., Dunn, G., Way, M. & Martin, P. 2006 Imaging macrophage chemotaxis in vivo: studies of microtubule function in zebrafish wound inflammation. Cell Motil. Cytoskeleton 63, 415 -422. (doi:10.1002/cm. 20133).

31. Cara, D. C., Kaur, J., Forster, M., McCafferty, D. M. & Kubes, P. 2001 Role of P38 mitogen-activated protein kinase in chemokine-induced emigration and chemotaxis in vivo. J. Immunol. 167, 6552- 6558.

32. Chung, S., Sudo, R., Vickerman, V., Zervantonakis, I. K. & Kamm, R. D. 2010 Microfluidic platforms for studies of angiogenesis, cell migration, and cell-cell interactions. Sixth International Bio-Fluid Mechanics Symposium and Workshop, March 28-30, 2008, Pasadena, California. Ann. Biomed. Eng. 38, 1164-1177. (doi:10.1007/s10439- 010-9899-3).

33.Mimura, T., Imai, S., Kubo, M., Isoya, E., Ando, K., Okumura, N. & Matsusue, Y. 2008 A novel exogenous concentration-gradient collagen scaffold augments fullthickness articular cartilage repair. Osteoarthr. Cartil. 16, 1083 -1091. (doi:10.1016/jjoca.2008.02.003).

34. Singh, M., Berkland, C. & Detamore, M. S. 2008 Strategies and applications for incorporating physical and chemical signal gradients in tissue engineering. Tissue Eng. B Rev. 14, 341-366. (doi:10.1089/ten.teb.2008.0304).

35.Lin, S., Sangaj, N., Razafiarison, T., Zhang, C. & Varghese, S. 2011 Influence of physical properties of biomaterials on cellular behavior. Pharm. Res. 28, 1422- 1430. (doi:10.1007/s11095-011-0378-9).

96

36.Tampieri, A., Celotti, G., Sprio, S., Delcogliano, A. & Franzese, S. 2001 Porosity-graded hydroxyapatite ceramics to replace natural bone. Biomaterials 22, 1365- 1370. (doi:10.1016/S0142-9612(00)00290-8).

37.Karageorgiou, V. & Kaplan, D. 2005 Porosity of 3D biomaterial scaffolds and osteogenesis. Biomaterials 26, 5474- 5491. (doi: 10.1016/j .biomaterials.2005.02. 002).

38.Zhou, S., Cui, Z. & Urban, J. P. 2008 Nutrient gradients in engineered cartilage: metabolic kinetics measurement and mass transfer modeling. Biotechnol. Bioeng. 101, 408 -421. (doi:10.1002/bit.21887)

39. Swartz, M. A. & Fleury, M. E. 2007 Interstitial flow and its effects in soft tissues. Annu. Rev. Biomed. Eng. 9, 229 -256. (doi: 10.1146/annurev.bioeng.9.060906.151850)

40.Lu"hmann, T. & Hall, H. 2009 Cell guidance by 3D-gradients in hydrogel matrices: importance for biomedical applications. Materials 1058-1083. (doi:10.3390/ ma2031058)

41.Ruhrberg, C., Gerhardt, H., Golding, M., Watson, R., Ioannidou, S., Fujisawa, H., Betsholtz, C. & Shima, D. T. 2002 Spatially restricted patterning cues provided by heparin-binding VEGF: a control blood vessel branching morphogenesis. Genes Dev. 16, 2684-2698. (doi:10. 1101/gad.242002)

42. Singer, S. J. & Kupfer, A. 1986 The directed migration of eukaryotic cells. Annu. Rev. Cell Biol. 2, 337- 365. (doi: 10.1146/annurev .cb.02.110186.002005)

43.Lauffenburger, D. A. & Horwitz, A. F. 1996 Cell migration: a physically integrated molecular process. Cell 84, 359 -369. (doi:10.1016/S0092-8674(00)81280-5)

44. Sullivan, S. J., Daukas, G. & Zigmond, S. H. 1984 Asymmetric distribution of the chemotactic peptide receptor on polymorphonuclear leukocytes. J. Cell Biol. 99, 1461-1467. (doi:10.1083/jcb.99.4.1461)

45.Keenan, T. M. & Folch, A. 2008 Biomolecular gradients in cell culture systems. Lab. Chip 8, 34 -57. (doi:10. 1039/b711887b)

97

46. Genzer, J. & Bhat, R. R. 2008 Surface-bound soft matter gradients. Langmuir 24, 2294-2317. (doi:10.1021/ la7033164)

47.DeLong, S. A., Gobin, A. S. & West, J. L. 2005 Covalent immobilization of RGDs on hydrogel surfaces to direct cell alignment and migration. J. Cont. Release 109, 139 -148. (doi:10.1016/jjconrel.2005.09.020)

48. Smith, J. T., Elkin, J. T. & Reichert, W. M. 2006 Directed cell migration on fibronectin gradients: effect of gradient slope. Exp. Cell Res. 312, 2424-2432. (doi:10.1016/j.yexcr.2006.04.005)

49.Morgenthaler, S., Zink, C. & Spencer, N. D. 2008 Surface chemical and morphological gradients. Soft Matter 4, 419 -434. (doi:10.1039/b715466f)

50. Spijker, H. T., Bos, R., Busscher, H. J., van Oeveren, W., de Vries, J. & Busscher, H. J. 1999 Protein adsorption on gradient surfaces on polyethylene prepared in a shielded gas plasma. Colloids Surf. B Biointerfaces 15, 89- 97. (doi:10.1016/S0927-7765(99)00056-9)

51.Pitt,W. G. 1989 Fabrication of a continuous wettability gradient by radio frequency plasma discharge. J. Colloid Interf. Sci. 133, 223-227. (doi: 10.1016/0021 -9797(89) 90295 -6)

52.K. Bazaka, M.V. Jacob, R.J. Crawford, E.P. Ivanova, Plasma-assisted surface modification of organic biopolymers to prevent bacterial attachment, Acta Biomater. 7 (5) (2011) 2015-2028.

53. K.S. Siow, L. Britcher, S. Kumar, H.J. Griesser, Plasma methods for the generation of chemically reactive surfaces for biomolecule immobilization and cell colonization — a review, Plasma Processes Polym. 3 (6-7) (2006) 392-418.

54.R. Förch, A.N. Chifen, A. Bousquet, H.L. Khor, M. Jungblut, L.Q. Chu, Z. Zhang, I. Osey-Mensah, E.-K. Sinner, W. Knoll, Recent and expected roles of plasma-polymerized films for biomedical applications, Chem. Vap. Deposition 13 (6-7) (2007) 280-294.

55.Tu, R. S. & Tirrell, M. 2004 Bottom-up design of biomimetic assemblies. Adv. Drug Deliv. Rev. 56, 1537-1563. (doi:10.1016/j.addr.2003.10.047)

98

56. Golander, C. G. & Pitt, W. G. 1990 Characterization of hydrophobicity gradients prepared by means of radio frequency plasma discharge. Biomaterials 11, 32- 35. (doi:10.1016/0142-9612(90)90048-U)

57.Mangindaan, D., Kuo, W., Wang, Y. & Wang, M. 2010 Experimental and numerical modeling of the controllable wettability gradient on poly(propylene) created by SF(6) plasma. Plasma Process Polym. 7, 754765. (doi:10. 1002/ppap.201000021)

58. Whittle, J. D., Bartonab, D., Alexanderc, M. R. & Short, R. D. 2003 A method for the deposition of controllable chemical gradients. Chem. Commun. 17661767. (doi:10.1039/B305445B)

59.Lee, J. H., Khang, G., Lee, J. W. & Lee, H. B. 1998 Interaction of different types of cells on polymer surfaces with wettability gradient. J. Colloid Interface Sci. 205, 323 -330. (doi:10.1006/jcis.1998.5688)

60.Lee, J. H., Khang, G., Lee, J. W. & Lee, H. B. 1998 Platelet adhesion onto chargeable functional group gradient surfaces. J. Biomed. Mater. Res. 40, 180 -186. (doi:10.1002/(SICI)1097-4636(199805)40:2, 180::AID-JBM2.3.0.C0;2-H)

61.Lee, J. H., Lee, S. J., Khang, G. & Lee, H. B. 2000 The effect of fluid shear stress on endothelial cell adhesiveness to polymer surfaces with wettability gradient. J. Colloid Interface Sci. 230, 84- 90. (doi:10.1006/jcis.2000.7080)

62.Kim, M. S. K., Khangb, G. & Lee, H. B. 2008 Gradient polymer surfaces for biomedical applications. Prog. Polym. Sci. 33, 138 -164. (doi: 10.1016/j .progpolymsci. 2007.06.001)

63. Lee, J. H. & Lee, H. B. 1993 A wettability gradient as a tool to study protein adsorption and cell adhesion on polymer surfaces. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 4, 467 -481.

64. Kim, M. S., Seo, K. S., Khang, G. & Lee, H. B. 2005 First preparation of biotinylated gradient polyethylene surface to bind photoactive caged streptavidin. Langmuir 21, 4066-4070. (doi:10.1021/la046868a)

65. Gijsman, P., Meijers, G. & Vitarelli, G. 1999 Comparison of the UV-degradation chemistry of polypropylene, polyethylene, polyamide 6 and polybutylene terephthalate. Polym. Degrad. Stabil. 65, 433 -441. (doi:10.1016/ S0141-3910(99)00033-6)

66.Li, B., Ma, Y., Wang, S. & Moran, P. M. 2005 A technique for preparing protein gradients on polymeric surfaces: effects on pc12 pheochromocytoma cells. Biomaterials 26, 1487-1495. (doi:10.1016/j.biomaterials. 2004.05.004)

67.Li, B., Ma, Y., Wang, S. & Moran, P. M. 2005 Influence of carboxyl group density on neuron cell attachment and differentiation behavior: gradient-guided neurite outgrowth. Biomaterials 26, 4956-4963. (doi: 10.1016/j. biomaterials.2005.01.018)

68. Ding, Y. X., Streitmatter, S., Wright, B. E. & Hlady, V. 2010 Spatial variation of the charge and sulfur oxidation state in a surface gradient affects plasma protein adsorption. Langmuir 26, 12 140 -12 146. (doi:10.1021/ la101674b)

69.Zhu, Y., Gao, C., Liu, X., He, T. & Shen, J. 2004 Immobilization of biomacromolecules onto aminolyzed poly(L-lactic acid) toward acceleration of endothelium regeneration. Tissue Eng. 10, 53 -61. (doi:10.1089/ 107632704322791691)

70.Zhu, Y., Gao, C., He, T. & Shen, J. 2004 Endothelium regeneration on luminal surface of polyurethane vascular scaffold modified with diamine and covalently grafted with gelatin. Biomaterials 25, 423 -430.

71.Zhu, Y., Gao, C., Liu, Y. & Shen, J. 2004 Endothelial cell functions in vitro cultured on poly(L-lactic acid) membranes modified with different methods. J. Biomed. Mater. Res. A 69, 436 -443. (doi:10.1002/jbm.a.30007)

72.Li, C. Y., Yuan, W., Jiang, H., Li, J. S., Xu, F. J., Yang, W. T. & Ma, J. 2011 PCL film surfaces conjugated with p(DMAEMA)/gelatin complexes for improving cell immobilization and gene transfection. Bioconjug. Chem. 22, 1842-1851. (doi:10.1021/bc200241m)

73.Ueda-Yukoshi, T. & Matsuda, T. 1995 Cellular responses on a wettability

gradient surface with continuous variations in surface compositions of

100

carbonate and hydroxyl groups. Langmuir 10, 4135 -4140. (doi:10. 1021/la00010a080)

74.Tan, H., Wan, L., Wu, J. & Gao, C. 2008 Microscale control over collagen gradient on poly(L-lactide) membra surface for manipulating chondrocyte distribution. Colloids Surf. B Biointerfaces 67, 210- 215. (doi:10.1016/j. colsurfb.2008.08.019)

75. Wu, J., Tan, H., Li, L. & Gao, C. 2009 Covalently immobilized gelatin gradients within three-dimensional porous scaffolds. Chinese Sci. Bull. 54, 3174 -3180. (doi:10.1007/s11434-009-0215-2)

76.Han, L.,Mao, Z.,Wuliyasu, H.,Wu, J., Gong, X., Yang, Y. & Gao, C. 2011 Modulating the structure and properties of poly(sodium 4-styrenesulfonate)/poly(diallyldimethylammonium chloride) multilayers with concentrated salt solutions. Langmuir 28, 193-199. (doi:10.1021/la2040533)

77.Kunzler, T. P., Drobek, T., Schuler, M. & Spencer, N. D. 2007 Systematic study of osteoblast and fibroblast response to roughness by means of surface-morphology gradients. Biomaterials 28, 2175- 2182. (doi: 10.1016/j. biomaterials.2007.01.019)

78.Wang, L., Peng, B. & Su, Z. 2010 Tunable wettability and rewritable wettability gradient from superhydrophilicity to superhydrophobicity. Langmuir 26, 12 203 - 12 208. (doi:10.1021/la101064c)

79.Riepl, M., Ostblom, M., Lundstrom, I., Svensson, S. C., Denier, V. D. G. A., Schaferling, M. & Liedberg, B. 2005 Molecular gradients: an efficient approach for optimizing the surface properties of biomaterials and biochips. Langmuir 21, 1042-1050. (doi:10.1021/la048358m)

80.Kraus, T., Stutz, R., Balmer, T. E., Schmid, H., Malaquin, L., Spencer, N. D. & Wolf, H. 2005 Printing chemical gradients. Langmuir 21, 7796-7804. (doi:10. 1021/la0506527)

81. Choi, S. & Zhang Newby, B. 2003 Micrometer-scaled gradient surfaces

generated using contact printing of octadecyltrichlorosilane. Langmuir 19,

7427 -7435. (doi:10.1021/la035027l)

101

82.Li, L., Zhu, Y., Li, B. & Gao, C. 2008 Fabrication of thermoresponsive polymer gradients for study of cell adhesion and detachment. Langmuir 24, 13 632- 13 639. (doi:10.1021/la802556e)

83.Morgenthaler, S., Lee, S., Zrcher, S. & Spencer, N. D. 2003 A simple, reproducible approach to the preparation of surface-chemical gradients. Langmuir 19, 10 459 -10 462. (doi:10.1021/la034707l)

84.Venkataraman, N. V., Zurcher, S. & Spencer, N. D. 2006 Order and composition of methyl-carboxyl and methylhydroxyl surface-chemical gradients. Langmuir 22, 4184-4189. (doi:10.1021/la053302t)

85. Chaudhury, M. K. & Whitesides, G. M. 1992 How to make water run uphill. Science 256, 1539-1541. (doi:10.1126/science.256.5063.1539)

86.Zhao, B. 2004 A combinatorial approach to study solventinduced self-assembly of mixed poly(methyl methacrylate)/polystyrene brushes on planar silica substrates: effect of relative grafting density. Langmuir 20, 11 748- 11 755. (doi: 10.1021/la047681m)

87.Wu, T., Efimenko, K. & Genzer, J. 2002 Combinatorial study of the mushroom-to-brush crossover in surface anchored polyacrylamide. J. Am. Chem. Soc. 124, 9394- 9395. (doi:10.1021/ja027412n)

88. Genzer, J., Efimenko, K. & Fischer, D. A. 2006 Formation mechanisms and properties of semifluorinated molecular gradients on silica surfaces. Langmuir 22, 8532- 8541. (doi:10.1021/la061016r)

89.Liedberg, B. & Tengvall, P. 1995 Molecular gradients of omega-substituted alkanethiols on gold: preparation and characterization. Langmuir 11, 38213827. (doi:10. 1021/la00010a037)

90.Mougin, K., Ham, A. S., Lawrence, M. B., Fernandez, E. J. & Hillier, A. C. 2005 Construction of a tethered poly(ethylene glycol) surface gradient for studies of cell adhesion kinetics. Langmuir 21, 4809-4812. (doi:10. 1021/la050613v)

91. Childs,W. R. & Nuzzo, R. G. 2002 Decal transfer microlithography: a new soft-lithographic patterning method. J. Am. Chem. Soc. 124, 13 583-13 596. (doi:10.1021/ja020942z)

92.Wang, Z., Yuan, J., Zhang, J., Xing, R., Yan, D. & Han, Y. 2003 Metal transfer printing and its application in organic field-effect transistor fabrication. Adv. Mater. 15, 1009-1012. (doi:10.1002/adma.200304846)

93.Bhangale, S. M., Tjong, V., Wu, L., Yakovlev, N. & Moran, P. M. 2005 Biologically active protein gradients via microstamping. Adv. Mater. 17, 809 -813. (doi:10. 1002/adma.200500547)

94.Jeon, N. L., Finnie, K., Branshaw, K. & Nuzzo, R. G. 1997 Structure and stability of patterned self-assembled films of octadecyltrichlorosilane formed by contact printing. Langmuir 13, 3382-3391. (doi:10.1021/la970166m)

95. Chiu, D. T., Jeon, N. L., Huang, S., Kane, R. S., Wargo, C. J., Choi, I. S., Ingber, D. E. & Whitesides, G. M. 2000 Patterned deposition of cells and proteins onto surfaces by using three-dimensional microfluidic systems. Proc. Natl Acad. Sci. USA 97, 2408-2413. (doi:10.1073/pnas. 040562297)

96.Zaari, N., Rajagopalan, P., Kim, S. K., Engler, A. J. & Wong, J. Y. 2004 Photopolymerization in microfluidic gradient generators: microscale control of substrate compliance to manipulate cell response. Adv. Mater. 16, 21332137. (doi: 10.1002/adma.200400883)

97. Wigenius, J. A., Hamedi, M. & Ingana's, O. 2008 Limits to nanopatterning of fluids on surfaces in soft lithography. Adv. Funct. Mater. 18, 2563-2571. (doi: 10.1002/ adfm.200800073)

98.Wong, J. Y., Velasco, A., Rajagopalan, P. & Pham, Q. 2003 Directed movement of vascular smooth muscle cells on gradient-compliant hydrogels. Langmuir 19, 1908-1913. (doi:10.1021/la026403p)

99.Tampieri, A., Celotti, G., Sprio, S., Delcogliano, A. & Franzese, S. 2001 Porosity-graded hydroxyapatite ceramics to replace natural bone. Biomaterials 22, 1365- 1370. (doi:10.1016/S0142-9612(00)00290-8)

100. Woodfield, T. B., Van Blitterswijk, C. A., De Wijn, J., Sims, T. J., Hollander, A. P. & Riesle, J. 2005 Polymer scaffolds fabricated with pore-size gradients as a model for studying the zonal organization within tissueengineered cartilage constructs. Tissue Eng. 11, 1297-1311. (doi: 10.1089/ten.2005.11.1297)

101. Oh, S. H., Park, I. K., Kim, J. M. & Lee, J. H. 2007 In vitro and in vivo characteristics of PCL scaffolds with pore size gradient fabricated by a centrifugation method. Biomaterials 28, 1664- 1671. (doi: 10.1016/j .biomaterials.2006.11. 024)

102. Meredith, J. C. 2008 Advances in combinatorial and high-throughput screening of biofunctional polymers for gene delivery, tissue engineering and anti-fouling coatings. J. Mater. Chem. 18, 34-45. (doi:10.1039/ b808649d)

103. Sormana, J. & Meredith, J. C. 2004 High-throughput discovery of structure-mechanical property relationships for segmented poly(urethane-urea)s. Macromolecules 37, 2186-2195. (doi:10.1021/ma035385v)

104. Kapur, T. A. & Shoichet, M. S. 2004 Immobilized concentration gradients of nerve growth factor guide neurite outgrowth. J. Biomed. Mater. Res. A 68, 235 -243. (doi:10.1002/jbm.a.10168)

105. Luo, Y. & Shoichet, M. S. 2004 A photolabile hydrogel for guided three-dimensional cell growth and migration. Nat Mater 3, 249- 253. (doi: 10.103 8/nmat 1092)

106. Gonzalez E. II, Barankin M.D., Guschl P.C., Hicks R.F. Surface activation of poly (methyl methacrylate) via remote atmospheric pressure plasma// Plasma Process. Polym. 2010. V. 7. № 6. P. 482.

107. Nisol B., Reniers F. Challenges in the characterization of plasma polymers using XPS// J. Electron. Spectros. Relat. Phenomena. 2015. V. 200. P. 311.

108. Накониси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. М.: Мир, 1965. 216 с.

109. Riau A.K., Mondal D., Yam G.H.F., et al.Surface Modification of PMMA to Improve Adhesion to Corneal Substitutes in a Synthetic Core-Skirt Keratoprosthesis // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2015. V. 7. № 39. P. 21690.

110. Drobota M., Trandabat A., Pislaru M. Surface Modification of Poly(Ethylene Terephthalate) in Air Plasma// Acta Chemica IASI, 2019. V. 27. № 1. P. 128.

111. Owens D.K., Wendt R.C. Estimation of the surface free energy of polymers// J. Appl. Polym. Sci. 1969. V. 13. № 8. P. 1741.

112. Mossman T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays // J. Immunol. Meth. 1983. V. 65(1-2). P. 55-63.

113. Васильев.М.Н. Экспериментальное исследование генерации и приложений неравновесной низкоэнтальпийной электронно-пучковой плазмы : Дшс.... докт. техн. наук : 01.04.14. Москва. - 1998. - C. 347 http://dlib.rsl.ru.

114. С.Л. Лысенко. Численное моделирование электронно-пучковой плазмы в объеме, ограниченном твердыми стенками // диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Москва - 2005 г.

115. Бычков В.Л, Васильев М.Н.,КоротеевА.С. Электронно-пучковая плазма; генерация, свойства приложения.

116. Н.Л. Александров, М.Н. Васильев, С.Л. Лысенко, А.Х. Махир. Экспериментальное и теоретическое исследование свойств квазистационарной электронно-пучковой плазмы в нагретом аргоне // Физика плазмы. 2005, Т. 31, № 5, С. 466-477

117. Аунг Мьят Хейн. Гибридная плазма газовых смесей как инструмент комбинированного воздействия на полимерные материалы с целью повышения их биосовместимости // диссертация на соискание ученой степени кандидата наук физика плазмы, Москва - 2019 г.

118. Т.М. Васильева, С.Л. Лысенко, В.А. Кукареко, И.Л. Поболь, М.Н. Васильев. Управление процессом синтеза оксидов титана в электронно-пучковой плазме // Физика и химия обработки материалов - 2011. - Т. 6. С. 23-34.

119. С. В.Киндышева. Моделирование кинетических процессов в плазме высоковольтного наносекундного импульсного разряда в молекулярных газах // диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Москва - 2011 г.

120. Е.М. Антохи, М.А.Попов, И.В.Кочетов, Н.Л. Александров, А.Ю. Стариковский. Распада плазмы высоковольтного наносекундного разряда в кислородсодержащих смесях . Физика плазмы, 2016, том 42, № 1,С. 65-73.

121. Yu.P. Raizer, Gas discharge Physics, Berlin // Springer (1991)

122. E.W. McDaniel, E.A. Mason, The mobility and diffusion of ions in gases // NY: Wiley (1973).

123. В. О. Константинов, С. Я. Хмель. Исследование потоков газов, активированных в электронно-пучковой плазме // прикладная механика и техническая физика. 2007. Т. 48, N-° 1. С. 3-10

124. Ю. А. Иванов, Ю. А. Лебедев, Л. С. Полак. М. Методы контактной диагностики в неравновесной плазмохимии // Наука, 1981.

125. А.С. Климов, М.И. Ломаев, Е.М. Окс, А.П. Андрейчик. Параметры пучковой плазмы, формируемой форвакуумным плазменным источником ленточного электронного пучка в системе транспортировки без магнитного поля // Журнал технической физики, 2017, том 87, вып. 2. С. 192-196.

126. М.А. Алсаед Али. Исследование электронно-пучковой плазмы в магнитном поле зондовыми методами // Исследовано в России, 2001/019 С. 198-2015.

127. Т.М. Васильева. Получение биоактивных соединений и

материалов на основе процессов, стимулированных пучково-

плазменным воздействием на вещество // диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, Москва - 2016 г.

128. Аунг Чжо У. Электростатическая зарядка проводящих и диэлектрических мишеней в электронно-пучковой плазме// диссертация на соискание ученой степени кандидата наук физика плазмы, Москва -2021 г.

129. Ие Хлаинг Тун. Генерация и свойства электронно-пучковой плазмы вблизи поверхности твёрдых тел и жидкости // диссертация на соискание ученой степени кандидата наук физика плазмы, Москва - 2021 г.

130. А. С. Климов, А. А. Зенин, Д. Б. Золотухин, А. В. Тюньков, Ю. Г. Юшков. Генерация плазмы при ионизации газа электронными источниками в диапазоне давлений 1-100 Па (обзор). Успехи прикладной физики, 2019, том 7, № 3. С.249-259.

131. Shen M., Wang L., Chen F., et al. Effect of low-temperature oxygen plasma on the degumming of ramie fabric// J. Clean. Prod. 2015. V. 92. P. 318.

132. Gonzalez E. II, Barankin M.D., Guschl P.C., Hicks R.F.Remote Atmospheric-Pressure Plasma Activation of the Surfaces of Polyethylene Terephthalate and Polyethylene Naphthalate // IEEE Trans. Plasma Sci. 2009. V. 37. № 6. P. 823.

133. Vasiliev M., Vasilieva T. Beam plasmas: materials production. In: Encyclopedia of Plasma Technology // Ed. Shohet J.L.: Taylor & Francis Inc., USA, 2016. P. 152.

134. M. Vasiliev, T. Vasilieva, Aung Myat Hein. Hybrid plasma-chemical reactors for bio- polymers processing // Journal of Physics D: Applied Physics. — 2019. — V. 52, N 33. — P. 335202.

Отпечатано с оригинал-макетов Заказчика в типографии "Переплетофф" Адрес: г. Долгопрудный, ул. Циолковского, 4. Тел: [phone]. www.perepletoff.ru Формат 210 х 297 мм. Бумага офсетная. Печать цифровая. Тираж 11 экз. Твердый переплет. Заказ № . 23.08.21 г.