2016, Kredl, Jana, Kolb, Juergen F., Schnabel, Uta, Polak, Martin, Weltmann, Klaus-Dieter, Fricke, Katja

Inanimate surfaces serve as a permanent reservoir for infectious microorganisms, which is a growing problem in areas in everyday life. Coating of surfaces with inorganic antimicrobials, such as copper, can contribute to reduce the adherence and growth of microorganisms. The use of a DC operated air plasma jet for the deposition of copper thin films on acrylonitrile butadiene styrene (ABS) substrates is reported. ABS is a widespread material used in consumer applications, including hospitals. The influence of gas flow rate and input current on thin film characteristics and its bactericidal effect have been studied. Results from X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and atomic force microscopy confirmed the presence of thin copper layers on plasma-exposed ABS and the formation of copper particles with a size in the range from 20 to 100 nm, respectively. The bactericidal properties of the copper-coated surfaces were tested against Staphylococcus aureus. A reduction in growth by 93% compared with the attachment of bacteria on untreated samples was observed for coverage of the surface with 7 at. % copper.

2015, Polak, Martin

Im Teilprojekt gab es 4 wesentliche Aufgabenpakete. - Eine zytokompatible aber zellabweisende Beschichtung, die im Temperaturbereich von -190°C bis Raumtemperatur ihre Funktion erfüllt - Die Erzeugung einer antimikrobiellen Oberflächeneigenschaft auf komplex geformten Medizinprodukten - Der Aufbau einer Plasmapolieranlage - Die Erarbeitung einer Steuerung und Prozesskontrolle für diese Plasmapolieranlage Für die ersten beiden Punkte wurden plasmagestützte Schichtabscheidungsprozesse erarbeitet, die die Anforderungen im vollen Umfang erfüllten. Für Punkt 3 und 4 wurde eine Plasmapolieranlage aufgebaut und es wurde eine Steuerung entwickelt, mit der der Polierprozess vollautomatisch durchgeführt werden kann.

2010, Schröder, Karsten, Finke, Birgit, Polak, Martin, Lüthen, Frank, Nebe, Barbara, Rychly, Joachim, Bader, Rainer, Lukowski, Gerold, Walschus, Uwe, Schlosser, Michael, Ohl, Andreas, Weltmann, Klaus Dieter

A crucial factor for in-growth of metallic implants in the bone stock is the rapid cellular acceptance whilst prevention of bacterial adhesion on the surface. Such contradictorily adhesion events could be triggered by surface properties. There already exists fundamental knowledge about the influence of physicochemical surface properties like roughness, titanium dioxide modifications, cleanness, and (mainly ceramic) coatings on cell and microbial behavior in vitro and in vivo. The titanium surface can be equipped with antimicrobial properties by plasma-based copper implantation, which allows the release and generation of small concentrations of copper ions during contact with water-based biological liquids. Additionally, the titanium surface was equipped with amino groups by the deposition of an ultrathin plasma polymer. This coating on the one hand does not significantly reduce the generation of copper ions, and on the other hand improves the adhesion and spreading of osteoblast cells. The process development was accompanied by physicochemical surface analyses like XPS, FTIR, contact angle, SEM, and AFM. Very thin modified layers were created, which are resistant to hydrolysis and delamination. These titanium surface functionalizations were found to have either an antimicrobial activity or cell-adhesive properties. Intramuscular implantation of titanium samples coated with the cell-adhesive plasma polymer in rats revealed a reduced inflammation reaction compared to uncoated titanium. © (2010) Trans Tech Publications.

2015, Polak, Martin

Das Ziel des Projektes war die plasma-gestützte Schichtabscheidung einerseits zur Erzeugung von superhydrophoben und superhydrophilen Oberflächeneigenschaften und andererseits um die Adhäsion von Proteinen zu verbessern. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden Niederdruck- und Atmosphärendruckplasmen zum Einsatz gebracht. Bei den Atmosphärendruckplasmen wurde darüber hinaus Quellen zur lokalen und zur flächigen Oberflächenveredelung untersucht. Sowohl die Erzeugung der superhydrophilen und superhydrophoben Oberflächeneigenschaften als auch die verbesserte Anhaftung von Proteinen konnte im Projekt erfolgreich umgesetzt werden.