ผลของอาร์กอนพลาสมาที่เกิดจากระบบพลาสมากระแสสลับ 50 เฮิรตซ์ ต่อความเข้ากันได้ทางชีวภาพของฟิล์มเจลาติน

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของอาร์กอนพลาสมาที่มีต่อสัณฐานวิทยา องค์ประกอบทางเคมีและความเข้ากันได้ทางชีวภาพของฟิล์มเจลาติน โดยฟิล์มเจลาตินที่ผ่านการเชื่อมขวางด้วยวิธีทางความร้อน (dehydrothermal treatment) จะถูกดัดแปรพื้นผิวด้วยอาร์กอนพลาสมาที่เกิดจากอุปกรณ์กำเนิดพลาสมาโดยระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC 50 Hz plasma) ซึ่งเป็นระบบพลาสมาความดันต่ำที่มีราคาไม่แพง จากการปรับความดันของระบบในชุดอุปกรณ์กำเนิดพลาสมาในช่วง 0.11-0.22 มิลลิบาร์ พบว่า อาร์กอนพลาสมาที่เกิดขึ้นมีค่าอุณหภูมิอิเล็กตรอนเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 1.0-2.2 อิเล็กตรอนโวลต์ และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเฉลี่ย 1012-1018 อนุภาคต่อลูกบาศก์เซนติเมตร เมื่อศึกษาสัณฐานพื้นผิวของฟิล์มเจลาตินที่ผ่านการดัดแปรด้วยอาร์กอนพลาสมาเป็นเวลา 0-6 นาที พบว่า อาร์กอนพลาสมาสามารถดัดแปรฟิล์มเจลาตินที่มีพื้นผิวเรียบ (Rms 0.49 นาโนเมตร) ให้มีความขรุขระเพิ่มขึ้นโดยมี Rms สูงสุดถึง 9.2 นาโนเมตร ลักษณะของฟิล์มภายหลังการดัดแปรพบว่า ฟิล์มบางส่วนบวมขึ้นในขณะที่พื้นผิวบางส่วนถูกกัดกร่อนหายไป นอกจากนี้ ฟิล์มเจลาตินภายหลังการดัดแปรด้วยอาร์กอนพลาสมาจะมีความชอบน้ำมากขึ้น โดยค่ามุมสัมผัสของน้ำลดลงจาก 60 องศาเหลือ 27-28 องศา ภายใน 2 นาทีแรกของการดัดแปร เมื่อพิจารณาองค์ประกอบทางเคมีของฟิล์มเจลาตินก่อนและหลังการดัดแปรด้วยอาร์กอนพลาสมาที่มีค่า Rms แตกต่างกัน 3 ค่า ได้แก่ ฟิล์มที่มีค่า Rms 0.73, 5.45 และ 9.2 นาโนเมตร พบว่า โครงสร้างหลักของฟิล์มเจลาตินก่อนการดัดแปรประกอบด้วย คาร์บอน 69.90%, ออกซิเจน 17.98% และไนโตรเจน 12.12% ภายหลังการดัดแปรฟิล์มเจลาตินด้วยอาร์กอนพลาสมาพบว่า ปริมาณคาร์บอนลดลง ออกซิเจนเพิ่มขึ้น ในขณะที่ปริมาณไนโตรเจนลดลง เมื่อพิจารณาปริมาณพันธะของคาร์บอนกับออกซิเจนและไนโตรเจนในโครงสร้างฟิล์มเจลาติน พบว่าฟิล์มเจลาตินมีปริมาณพันธะ C-C/C-H ซึ่งเป็นหมู่อะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอน 45.79%, พันธะ C-N/C-O และพันธะ N-C=O มีปริมาณ 30.88% และ 23.33% ตามลำดับ ภายหลังการดัดแปรพื้นผิวจะส่งผลให้เกิดอะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอนเพิ่มขึ้นถึง 80% ส่วนพันธะ C-N/C-O ลดลงเหลือ 5-11% และพันธะ N-C=O ซึ่งแสดงหมู่เอไมด์ลดลงเหลือ 11-15% จากการศึกษาความเข้ากันได้ทางชีวภาพของฟิล์มเจลาติน พบว่า การดัดแปรฟิล์มเจลาตินด้วยอาร์กอนพลาสมาช่วยส่งเสริมให้เซลล์ผิวหนังของหนูยึดเกาะและเจริญเติบโตได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับฟิล์มเจลาตินก่อนการดัดแปร โดยสังเกตุจาก F-actin cytoskeleton ที่มีลักษณะแผ่มากกว่าและปริมาณเซลล์ที่มีมากกว่าภายหลัง 3 วันของการเพาะเลี้ยง ทั้งนี้น่าจะเป็นผลร่วมทั้งด้านสัณฐานวิทยาและสมบัติทางเคมีของฟิล์มเจลาตินที่เปลี่ยนไปจากการดัดแปรด้วยอาร์กอนพลาสมา