NO139962B - Fremgangsmaate for aa forbedre overflateegenskapene hos gjenstander fremstilt av polystyren, polyamid eller polykarbonat for anvendelse ved dyrking av levende celler eller vev - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for å forbedre overflateegenskapene hos gjenstander fremstilt av polystyren, polyamid eller polykarbonat for anvendelse ved dyrking av levende celler eller vev.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å for-

bedre overflateegenskapene hos gjenstander fremstilt av polystyren, polyamid eller polykarbonat for anvendelse ved dyrking av levende animalske eller menneskeceller eller -vev, hvorved gjenstandenes overflater gjøres hydrofile, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at overflaten av gjenstandene bringes i kontakt med et medium omfattende vann og oksygen under samtidig bestråling med UV-lys med dominerende bølgelengde 2540 Å.

Ved en særlig foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen bringes gjenstandene i kontakt med atmosfærisk luft inneholdende vanndamp.

Gjenstander fremstilt av plast, f.eks. fremstilt av polystyren,

har vist seg uegnet til dyrking av levende animalske eller menneskeceller eller -vev på grunn av at disse materialers overflate-egenskaper forhindrer væsker med høye overflatespenninger,

spesielt vandige oppløsninger, i å henge fast ved overflatene. Videre er levende celler og vev ikke i stand til å vokse som

et monolag på overflaten av slike gjenstander men krøller sammen til dannelse av klumper som ikke kan undersøkes på passende måte.

Det er blitt forsøkt å forbedre overflateegenskapene hos gjenstander av plastmaterial til bruk til medisinske formål ved å underkaste disse gjenstander en sterk gammabestråling til opp-nåelse av en strålingsdose på minst 5 megarad. En slik fremgangsmåte er beskrevet i britisk patentskrift 1.036.237. I praksis har det.imidlertid vist seg at det kreves en strålingsdose på ca. 10,5 megarad og selv når det anvendes en så stor strålingsdose har det vist seg vanskelig å oppnå reproduserbare resultater. Videre har man konstatert at det ved så store strålingsdoser dannes stoffer som er giftige overfor de følsomme celler og vev. Dette viser seg særlig ved langtidsdyrking (opptil 30 døgn) hvor det ved anvendelse av slike bestrålte gjenstander ikke er mulig å opprettholde et ønsket cellelag. Dessuten resulterer den kraftige bestråling i en gulfarging av materialet.

Det har nå vist seg at overflaten av gjenstander av de ovennevnte plastmaterialer kan gjøres tilstrekkelig hydrofil til at vev eller celler kan vokse derpå i form av et monolag ved en behandling av overflaten som ikke fører til dannelse av giftige stoffer og som ikke medfører de øvrige ovennevnte ulemper ved tidligere kjente fremgangsmåter.

Når overflaten av en plastgjenstand utsettes for bestråling med ultrafiolett lys under tilstedeværelse av vann og oksygen, dannes store mengder ozon. Ozonet synes å være et viktig mellom-produkt ved reaksjonen med plastmaterialet, og for å øke mengden av dannet ozon er det hensiktsmessig at den ultrafiolette strålingskilde slås på noen tid før behandlingen av plastgjen-standen påbegynnes.

Ozon dekomponeres ved bestråling med et kvanteutbytte på 0,62 mol ozon pr. lyskvantum. Tilstedeværelsen av vann forøker i vesentlig grad dette kvanteutbytte.

Når en blanding av ozon og vann bestråles kan man iaktta dannelse av fri hydroksylradikaler. Disse hydroksylradikaler omdannes som følge av dekomponeringen av ozon til et oksygenmolekyl og et oksygenatom, hvorav sistnevnte reagerer med vann til dannelse av to hydroksylradikaler.

Det antas at en av de følgende reaksjoner deretter foregår:

1. Noen av hydroksylradikalene reagerer direkte med plastmaterialet til dannelse av et hydrofilt produkt. Når det dreier seg om polystyren reagerer hydroksylradikalene med en særlig reaktiv form av polystyrenet, som dannes som følge av bestrålingen med ultrafiolett lys. Det har imidlertid vist seg at det også skjer en reaksjon med polystyrenet selv om polystyrenet ikke er blitt omdannet til en slik reaktiv form. 2. Hydroksylradikalene slutter seg sammen i par under dannelse av hydrogenperoksyd som også dekomponerer ved bestråling til dannelse av hydroksylradikaler som deretter kan reagere med plastmaterialet.

Betydningen av at bestrålingen av gjenstandenes overflate skjer under samtidig tilstedeværelse av vann og oksygen er blitt demonstrert ved noen laboratorieforsøk.

Ved disse laboratorieforsøk ble petriskåler av styren bestrålet med en 15 watt UV-lavtrykkslampe anbragt i en hul sylinder med huller til petriskåler med en diameter på 5 cm. Laboratorie-apparaturen var videre slik innrettet at det gjennom sylinderen kunne føres en gassblanding med gitt sammensetning. De omhand-lede petriskåler ble bestrålt med UV-lys i et tidsrom på 5 min. ved en temperatur på 40°C. De således behandlede petriskåler ble deretter undersøkt til bestemmelse av om de var egnet til dyrking av levende animalske celler eller vev.

Ved forsøket ble følgende gasser anvendt:

1) tørt nitrogen

2) fuktig nitrogen

3) tørt oksygen

4) fuktig oksygen

Uttrykket "fuktig" betyr at gassen var mettet med vanndamp ved 40°C.

Undersøkelsene av de behandlede petriskåler viste at de petriskåler som var blitt bestrålt med UV-lys under tilstedeværelse av tørt nitrogen, fuktig nitrogen og tørt oksygen, i motsetning til de skåler som var blitt bestrålt under tilstedeværelse av fuktig oksygen, ikke var egnet til dyrking av celler eller vev.

I stedet for å anvende en oksygenholdig gass inneholdende vanndamp kan vannet påsprøytes eller på annen måte påføres gjen-standens overflate til dannelse av et vannlag på denne.

Oksygenet tilveiebringes -som nevnt fortrinnsvis i form av atmosfærisk luft.

Når det som UV-strålingskilde anvendes en 15 watt lavtrykks-kvikksølvlampe oppnås en vesentlig virkning på polystyren i løpet av et tidsrom på omtrent 2,5 min.

Den hydrofile karakter av overflaten av plastgjenstander, som er blitt behandlet ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, kommer til uttrykk ved at vinkelen mellom vann-overflaten og overflaten av plastgjenstandene, hvorpå vann er blitt påført, er nesten null, når vinkelen er over null, er overflaten mer eller mindre hydrofob.

Oppfinnelsen skal i det følgende illustreres mer detaljert under henvisning til følgende utførelseseksempler:

EKSEMPEL 1

Med vann besprøytede polystyrenskåler ble innført i en strøm

av atmosfærisk luft mettet med vann ved en temperatur på 40°C og ble bestrålt ved hjelp av en UV-lampe som utsendte lys med en dominerende bølgelengde på 2540 Ångstrøm i 3 min. Den således behandlede overflate var hydrofil. Et ESCA-spektrum av overflaten viser at den inneholder oksygen.

EKSEMPEL 2

En med vann besprøytet plate av nylon ("Maranyl F 10 3" (ICI)

på kaprolaktambasis (nylon-6)) ble innført i en strøm av vann-mettet atmosfærisk luft ved 35°C og bestrålt ved hjelp av en UV-lampe, som utsendte lys med en dominerende bølgelengde på 2540 Å i 65 min. Den således behandlede overflate var hydrofil.

EKSEMPEL 3

En med vann besprøytet plate av polykarbonat ("Makrolon" (Bayer) på bisfenolbasis) ble innført i en med vann mettet strøm av atmosfærisk luft ved en temperatur på 35°C og bestrålt ved hjelp av en UV-lampe som utsendte lys med en dominerende bølgelengde på 2540 Å i 65 min. Den således behandlede overflate var hydrofil.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for å forbedre overflateegenskapene hos gjenstander fremstilt av polystyren, polyamid eller polykarbonat for anvendelse ved dyrking av levende animalske eller menneskeceller eller -vev, hvorved gjenstandenes overflater gjøres hydrofile, karakterisert ved at overflaten av gjenstandene bringes i kontakt med et medium omfattende vann og oksygen under samtidig bestråling med UV-lys med dominerende bølgelengde 2540 Å.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at overflaten av gjenstandene bringes i kontakt med atmosfærisk luft inneholdende vanndamp.