Designing and developing processes for plasma immersion ion implantation of metallic surfaces for improving bio- and hemo-compatibility for biomedical devices

由于每年实现的生物医学植入物的数量不断增加，植入物与人体内生物环境之间的相互作用是一个关键问题。这一点尤其适用于心脏、血管和神经支架的应用，其中血液和生物相容性对植入物的最终结果起着关键作用。当血管系统中金属装置的整合不正确时，就会发生装置故障；这一原因可能导致局部凝血、炎症、细胞损伤和增殖，从而导致血管因凝血而最终再狭窄。虽然不可吸收合金需要耐腐蚀，但为了避免有毒离子的释放，可吸收合金需要控制其腐蚀速度。等离子体浸没离子注入和磁控溅射表面改性是一种新颖的方法，既能提供可吸收材料和不可吸收材料优良的生物学性能，又能保持块体材料的性能。由于材料的表面是与人体组织发生相互作用的地方，等离子体改性既可以创建阻挡层来阻止有毒离子(Ni+、Cr6+、Mn2+等)的扩散。并为细胞存活提供更有利的环境。在这种情况下，可以定制表面化学成分和物理结构，从而获得更好的生物响应。该项目的最终目标是设计和验证基于离子注入的等离子体表面工艺，从而实现材料的有效生物相容性。这一总体目标将通过多学科方法实现，即研究等离子体参数和工艺，它们与改性合金的表面化学和结构的关系，腐蚀和生物特性的评估，以及将所定义的工艺转移到不同的产品。Platmionique在该项目中的参与将是将发现的程序应用于半成品和扩大规模的基础，从而为加拿大社会和经济带来一致的医疗、科学和工业效益。#(Cr)#(Lf)L的互动与植入物和L的环境生物学批评。因此，S的生物学家、L的器官替代者和支持者的能力得到了保证。血管植入、支架置入术、心脏、血管及神经科等产品的临床应用，如并发症、并发症、炎症、细胞病变等。塞西产生了一种可能的血液循环乐观的结局。D‘un côtéle Relararage d’ion Toxiques des Alages Underable Doitètre Mini iséé，de L‘autre le Processus de dégrading de Alliance de Alages Absorbables doit iltre ContrúLé。镧的表面改性离子注入离子浸没等离子体和脉冲阴极是一种新的方法，它是一种理想的表面处理方法，由S进行表面处理。La改性PAR等离子体增强了生物活性，限制了扩散离子毒性(Ni+、Cr6+、Mn2+等)。怀孕、开发等项目的最终验证S转基因材料L的生物相容性研究进展S。多学科专家L的血浆、S的加工过程、合成的嵌合体、表面的结构和材料的修饰。行政长官关于程序转让的计划，S诉

The interaction between an implanted device and the biological environment inside the human body is a critical issue due to the high and increasing number of biomedical implants realized every year. This is dramatically true especially for cardiac, vascular and neurologic applications for stents, where hemo- and biocompatibility play a key role in the final outcome of the implant. Failure of the device occurs when there is an incorrect integration of metallic devices in the vascular system; this cause can lead to localized coagulation, inflammation, cellular damage and hyperplasia, conducing to a final restenosis of the vessel because of clotting. While non-absorbable alloys need to be corrosion resistant, to avoid the release of toxic ions, absorbable alloy share required to have their corrosion rate controlled. Surface modification by plasma immersion ion implantation and magnetron sputtering is an innovative way to provide both absorbable and non-absorbable materials excellent biological properties while bulk ones are preserved. Since the surface of a material is the place where interactions with body tissues develop, plasma modification can both create a barrier layer to hamper the diffusion of toxic ions (Ni+, Cr6+, Mn2+, etc.) and provide a more favorable environment to cell viability. It is possible in this case to tailor surface chemical composition and physical structure so that a better biological response is obtained. The final goal of this project is the designing and validation of ion-implantation-based plasma surface processes conferring to the material effective biocompatibility. This overall objective will be attained through a multidisciplinary approach, namely the study of the plasma parameters and processes, their correlation with surface chemistry and structure of the modified alloys, the assessment of corrosion and biological properties and the transfer of the defined processes to different products. The participation of Plasmionique in the project will be fundamental for the application of the found procedures to semifinished products and to scaling up, so that consistent medical, scientific and industrial benefits will arise for Canada society and economy.#(cr)#(lf)L'interaction entre un implant et l'environnement biologique du corps humain est un sujet critique. Ainsi, les propriétés biologiques d'un biomatériau jouent un rôle clé dans sa capacité à assurer les fonctions de l'organe à remplacer ou à suppléer. La défaillance d'implants vasculaires, tels que les stents cardiaques, vasculaires et neurologiques se produit notamment lorsque l'intégration du matériau au sein du système vasculaire n'est pas assurée. Des épisodes de coagulation localisée, d'inflammation, de dommages cellulaires et d'hyperplasie sont autant d'exemples de complications cliniques qui peuvent avoir lieu. Ceci engendre finalement un rétrécissement du vaisseau sanguin menant au possible arrêt de la circulation sanguine. D'un côté le relargage d'ions toxiques des alliages non-absorbable doit être minimisé, de l'autre le processus de dégradation des alliages absorbables doit être contrôlé. La modification de surface par implantation ionique par immersion plasma et pulvérisation cathodique est une méthode novatrice qui permet de conférer au matériau d'excellentes propriétés de surface tout en préservant celles du coeur. La modification par plasma permet d'améliorer la réponse biologique du matériau et crée une couche qui limite la diffusion d'ions toxiques (Ni+, Cr6+, Mn2+ etc.). La finalité de ce projet est la conception, le développement et la validation de procédés permettant l'obtention de propriétés avancés de biocompatibilité. Ce projet sera mené selon une approche multidisciplinaire comprenant l'étude des procédés plasma, la validation de ces procédés, ainsi que la corrélation entre la composition chimique, la structure de la surface et les paramètres de modification du matériau. Ce projet aboutira au transfert de ces procédés v