Bir nano gümüş kaplamanın başarısı sadece gümüş içermesiyle ölçülmez. Başarılı bir kaplama şu özelliklere sahip olmalıdır:
Güçlü Tutunma (Adhezyon): Vücut içindeki zorlu koşullarda (kan akışı, mekanik sürtünme) yüzeyden soyulmamalıdır.
Homojen Dağılım: Nano gümüş parçacıkları kaplamanın her yerine eşit dağılmalıdır ki yüzeyde zayıf bir nokta kalmasın.
Kontrollü İyon Salımı: Bakterileri öldürecek kadar gümüş iyonu salmalı, ancak insan hücrelerine zarar verecek toksik seviyelere ulaşmamalıdır.
Biyouyumluluk: Kaplamanın kendisi, vücutta istenmeyen bir reaksiyona neden olmamalıdır.
Doğru kaplama tekniği, tüm bu kritik gereksinimleri karşılamanın anahtarıdır.
Bu, vakum altında gerçekleştirilen bir grup tekniktir. Katı haldeki gümüş ve kompozit malzemesi (örneğin titanyum, zirkonyum) yüksek enerji ile buharlaştırılır ve atom veya molekül demetleri halinde tıbbi cihazın yüzeyine çarparak orada yoğunlaşır ve ince bir film tabakası oluşturur.
Manyetik Saçtırma (Magnetron Sputtering): En popüler PVD tekniklerinden biridir. Bu yöntemde gümüş ve seramik gibi bir hedef malzeme, iyonlarla bombardıman edilir. Yerinden sökülen atomlar, cihaz yüzeyine birikerek son derece yoğun, sert ve güçlü bir şekilde yapışan bir nano kompozit film oluşturur.
Avantajları: Mükemmel tutunma, yüksek saflık, kaplama kalınlığı üzerinde hassas kontrol.
Uygulamaları: Ortopedik implantlar (kalça, diz), cerrahi aletler, dental implantlar gibi sert ve dayanıklı kaplama gerektiren metal yüzeyler.
Bu kimyasal bir yöntemdir. Nano gümüş parçacıkları, bir "sol" (kolloidal süspansiyon) içinde dağıtılır. Bu solüsyon, cihazın yüzeyine daldırma, püskürtme veya döndürme yoluyla uygulanır. Ardından, düşük sıcaklıkta bir ısıl işlemle solvent buharlaştırılır ve geriye "jel" formunda, cam benzeri, ince bir seramik veya polimerik ağ yapısı içinde hapsolmuş nano gümüş parçacıkları kalır.
Avantajları: Karmaşık şekilli cihazları kaplama kolaylığı, düşük işlem sıcaklığı (ısıya duyarlı malzemeler için uygun), kaplamanın kimyasal bileşimi üzerinde esneklik.
Uygulamaları: Kateterler, sensörler, cam ve polimer bazlı tıbbi cihazlar.
Bu teknikte, kaplanacak tıbbi cihaz (genellikle metalik) iletken bir elektrolit banyosunda katot (negatif elektrot) olarak kullanılır. Banyodaki gümüş iyonları ve diğer kompozit bileşenleri, elektrik akımı uygulandığında katot yüzeyine doğru çekilir ve orada indirgenerek yüzeye kaplanır.
Avantajları: Hızlı ve ekonomik bir yöntem olması, karmaşık geometrileri kaplayabilmesi.
Uygulamaları: Cerrahi vidalar, metalik stentler ve diğer iletken tıbbi cihazlar.
Bu ileri teknoloji, yüzeyde ultra ince, çapraz bağlı ve iğne deliği olmayan (pinhole-free) bir polimer film oluşturur. Bir vakum odasında, monomer adı verilen gaz halindeki kimyasal öncüller plazma (iyonize gaz) ile aktive edilir. Bu aktive edilmiş monomerler, cihaz yüzeyinde polimerleşerek bir film oluşturur. Nano gümüş, ya bu işlem sırasında gaz fazına eklenir ya da oluşturulan polimer film üzerine sonradan biriktirilir.
Avantajları: Oluşturulan kaplamanın yüzeye kovalent bağlarla bağlanarak mükemmel bir tutunma sağlaması, son derece ince ve homojen filmler üretilebilmesi, steril bir işlem olması.
Uygulamaları: Kalp-damar stentleri, kontakt lensler, hassas biyosensörler gibi en yüksek kalitede kaplama gerektiren kritik cihazlar.
Bu teknikte, pozitif ve negatif yüklü polimerler (polielektrolitler) sırayla yüzeye uygulanır. Örneğin, negatif yüklü bir yüzey önce pozitif yüklü bir polimer çözeltisine daldırılır, ardından durulanır ve sonra içinde nano gümüş bulunan negatif yüklü bir polimer çözeltisine daldırılır. Bu işlem defalarca tekrarlanarak, nano ölçekte hassas bir şekilde kontrol edilen çok katmanlı bir antimikrobiyal film oluşturulur.
Avantajları: Kaplama kalınlığı ve bileşimi üzerinde nanometre düzeyinde kontrol, çok çeşitli malzemeleri kaplayabilme, biyoaktif moleküller (ilaçlar, büyüme faktörleri) entegre etme kolaylığı.
Uygulamaları: İlaç salımlı stentler, doku mühendisliği iskeleleri, biyosensörler.
Doğru kaplama tekniğini seçmek, nano gümüş destekli bir tıbbi cihazın başarısı için kritik öneme sahiptir. Cihazın yapıldığı malzeme, kullanım amacı ve maruz kalacağı biyolojik ortam, PVD'nin dayanıklılığını mı, sol-jelin esnekliğini mi yoksa plazma polimerizasyonunun hassasiyetini mi gerektirdiğini belirler. Teknoloji ilerledikçe, bu kaplama yöntemleri daha da gelişerek, sadece enfeksiyonu önlemekle kalmayan, aynı zamanda vücutla daha iyi bütünleşen ve iyileşmeyi aktif olarak destekleyen yeni nesil "akıllı" tıbbi cihazların önünü açacaktır.
