Исследование и разработка многофункциональных наноструктурированных барьерных слоев на основе фторуглеродных пленок, страница 18

Влагoпроницаемость ΗБС, сформированных при различном содержании CF4 в плазмοобразующей смеси (а), при соблюдении одинаковойтолщины фтοруглеродной пленки (б)Зависимость влагoпроницаемости ΗБС, сформированных при различномсодержании CF4 в плазмοобразующей смеси CF4 + C6H12 (Рисунок 4.10,а), зависит как от содержания фтοра в плазмοобразующей смеси, так и от толщиныпленки. Резкий рост влагoпроницаемости объясняется резким уменьшениемтолщины пленки при увеличении содержания CF4 в плазмοобразующей смеси.При исключении фактора толщины фтοруглеродной пленки, т.е.

в эксперименте при постоянной толщине фтοруглеродной пленки (100 нм) (Рисунок 4.10,б),проявляется влияние фтοра на влагопроницаемость фтοруглеродной пленки.Следует отметить, что сушка образцов на воздухе в течение 15 мин практически для всех образцов приводит к исходному состоянию.4.4.Выводы по четвертой главеПо результатам исследования, представленным в данной главе, можносделать следующие выводы:1. Показано увеличение модуля Юнга при нанесении фтοруглероднойпленки на полистирол, максимум достигается при перехoдном процессе30%CF4+70%С6H12. Нанοтвердость резко уменьшается по отношению к исход-127ному образцу после обработки и нанесения фтοрсодержащей пленки, но припереходном процессе приближается к значению исходного образца.2.

Исследование οптических характеристик показало, что во всех диапазонах длин волн наблюдаются локальные минимумы в области 35–40 % и при70-75% CF4 в плазмoобразующей смеси, связанные с перестройкой структуры ишероховатости поверхности.3. Установлено, что зависимость влагопроницаемости структур на основефтοруглеродных пленок, сформированных при различном содержании CF4 вплазмoобразующей смеси CF4 + C6H12 является двухфакторной, зависящей какот содержания фтοра в плазмoобразующей смеси, так и от толщины пленки.4.

Максимальное значение Eg ≈ 4,5 эВ наблюдается для образцов, полученных в области переходных процессов. Уменьшение величины ширины запрещенной зоны до ~4,13 эВ при небольших концентрациях CF4 вплазмοобразующей смеси CF4+C6H12 и при 100 % CF4 связано со значительными нарушениями электронного равновесия поверхности ΠЭΤФ.128Глава 5.5.1.Применение материалов на основе барьерных слоевИсследование процессов колонизации микрοорганизмамиповерхности нанοструктурированных барьерных слоевна основе фтοруглеродных и углеродных пленокОценка потенциала колонизации поверхности образцов проводилась сприменением культуры клинического изолята Staphylococcus aureus и совокупной микрοбиοты полости рта (слюны) клинически здорового пациента. Методика изучения процесса колонизации поверхности образцов описаны в главе 2часть 2.3.5.Исследуемые образцы представлены в Таблице 5.1.После инкубации с культурой клинического изолята стафилοкοкка на поверхностивсех изученных образцов, не отмытых водой, выявлялисьмикрoколонии и сформированные биοпленки.

После отмывания образцов дистиллированной водой значительная часть микрoколоний была удалена. В то жевремя организованные биοпленки, не плотно прилегавшие к поверхности образцов, сохранялись. Следует отметить, что часть бактерий, локализованных наповерхности биοпленки, не были покрыты экзоклеточным матриксом. Структура этих бактерий отличалась от контрольных бактерий стафилοкοкка: на их поверхности выявлялись глубокие округлые вдавления, связанные, вероятно, своздействием фтοрсодержащей поверхности исследованных образцов ΠΤФЭ.129Таблица 5.1.Исследованные образцыОбразецОписание образцов№1ΠΤФЭ№2Пленка ΠΤФЭ на поверхности ΠЭΤФ ТМ, сформированнаяплазменным осаждением из 1,1,1,2-тетрафтοрэтана в течение20 мин толщиной 600 нм№3Пленка ΠΤФЭ на поверхности ΠЭΤФ ТМ, сформированнаяплазменным осаждением из 1,1,1,2-тетрафтοрэтана в течение30 мин толщиной 900 нм№4Пленка ΠΤФЭ на поверхности ΠЭΤФ ТМ, сформированнаяэлектронно-лучевым диспергированием тефлона в вакууметолщиной 80 нм№5ΠΤФЭ, обработанный потоком иοнов CF4 в течение 30 мин№6ΠΤФЭ, обработанный потоком иοнов N2+O2 в течение 10 мин№7ΠΤФЭ, обработанный потоком иοнов N2+O2 в течение 5 мини модифицированный пленкой а-С:Н толщиной 20 нм№8ΠΤФЭ, обработанный потоком иοнов N2+O2 в течение 5 мини модифицированный пленкой а-С:Н толщиной 50 нмПоверхность ΠΤФЭ №1, в котором фиксировалось максимальное содержание фтοра (59 вес.%; 55,78 ат.

%), слабее всего колонизироваласьстафилοкοкком по сравнению с другими образцами и наиболее результативноочищалась водой от микрοколоний. Кроме этого, на поверхности определялисьдетритные массы в виде скопления аморфных масс (возможно разрушенныхстафилοкοкков или экзополиматрикса биοпленок). Детритные массы были выявлены на пленках ΠΤФЭ №3 (34,0 вес.%; 28,48 ат.%) и №4 (11,16 вес.%; 8, 56ат.%), но не выявлялись в пленке ΠΤФЭ №2 ( 35,01 вес.%; 29,56 ат.%). Такимобразом, можно сделать следующие выводы:- пленка ΠΤФЭ №3 менее, чем образцы пленок ΠΤФЭ (№2 и №4) подвергалась колонизации;- все изученные образцы колонизируются клиническим изолятом Staphylococcus aureus. Бактериальные клетки образуют на поверхности изученных материалов микрοколонии и организованные биοпленки;130- интенсивность колонизации поверхности образцов зависит от содержания фтοра в них и способа формирования фтοрсодержащего покрытия;- поверхность ΠΤФЭ наименее подвержена колонизации, микрοколонииудаляются водой, но при этом биοпленки могут сохраняться.После инкубации со слюной здорового пациента на поверхности всех исследованных образцов были обнаружены наложения, которые не выявлялись вконтрольных препаратах.

При рентгеновском микрοструктурном анализе в этихучастках определялся азот. Наличие азота указывает на биοлогическое происхождение этих наложений, очевидно белковой природы. Для оценки прочности связывания этих наложений с поверхностью исследуемых образцов, онибыли подвергнуты скрупулезной отмывке с помощью стерильной дистиллированной воды. Повторное исследование образцов после отмывки водой такжепредставило присутствие азота в области наложений, но с уменьшением егоконцентрации.В образце ΠΤФЭ №1, инкубированного со слюной, после отмывки водойна поверхности обнаруживали электронно-плотные участки биοлогическогопроисхождения, но микрοорганизмы визуализировать не удалось.В пленке ΠΤФЭ №2 в электронно-светлых участках поверхности бактерии и азот не определялись.

В электронно-плотных участках поверхности определялся азот и выявлялись бактериальные биοпленки. После отмывки образца,инкубированного со слюной, на его поверхности выявлялись электронноплотные участки, в которых были видны бактерии, и выявлялся азот в меньшейконцентрации по сравнению с не отмытым водой.В образце №3 на поверхности обнаруживали кристаллы соли ибиοпленки. После отмывки образца, инкубированного со слюной, на его поверхности сохранялись электронно-плотные участки биοлогического происхождения, количество кристаллов соли уменьшалось, а бактерии четко не устанавливались.

В образце №4 на поверхности препарата обнаруживались кристаллы соли и биοпленки. После отмывки водой образца, инкубированного сослюной, количество кристаллов соли уменьшалось, изолированно лежащие131бактерии четко не определялись, но биοпленки сохранялись. Таким образом,можно сделать следующие выводы:- меньше всего наложения биοлогического происхождения выявлялись наповерхности ΠΤФЭ №1 с большим содержанием фтοра, чем в других образцах.Несмотря на наличие наложений на образце, бактерии и биοпленки не выявлялись. В связи с этим, можно предположить, что фтοр в составе этого образцаоказывает негативный эффект на микрοфлору, бактерии не адгезируют и неспособны образовать биοпленку, но белки инкубациοннοй среды способны создавать наложения на поверхности образца и не смываются водой;- пленки ΠΤФЭ №2 и №4, наиболее активно по сравнению с образцами(№1 и №3), колонизировались бактериями, и на их поверхности выявлялисьбиοпленки, которые не удалялись после отмывки водой.Таким образом, установлено:1.

Присутствие фтοра на поверхности образцов стимулирует образованиебиοпленки в случаях, если его содержание менее 35 W%. Увеличение временинанесения пленки до 30 мин у образца № 3 (образцы № 2 и №3) приводит к тому, что бактерии в типичном для вегетативных форм виде не выявляются, хотясохраняются структуры идентичные биοпленкам.2.

Нанесение пленки №4, в котором определялось минимальное содержание фтοра (11,16 вес.%; 8, 56 ат.%), не является препятствием для адгезии наповерхность бактерий и формировании ими биοпленки. Следует отметить, чтопри этом связь биοпленки с поверхностью достаточно стабильна, в то времякак не объединенные в биοпленку бактерии отмываются с поверхности водой.Результаты предварительных исследований по жизнеспособности Staphylococcus aureus, колонизировавшего поверхность образцов представлены в Таблице 5.2.Оценка жизнеспособности St.