Comparaison avec les dépôts de polyDEGMVE

De la même façon, nous allons étudier l’influence de la puissance lors du dépôt de poly-DEGMVE sur la quantité de cellules adhérées dans les conditions optimisées de débit d’argon, de pression et de temps de traitement.

La Figure 64 représente cette évolution en comparaison avec le PEG commercial. Dans le cas du poly-DEGMVE, quelle que soit la puissance à laquelle les dépôts ont été réalisés, l’activité antifouling au bout d’un jour est sensiblement égale au PEG commercial. Cependant, à partir du deuxième jour, la surface perd son activité antifouling vis-à-vis du milieu biologique quelle que soit la puissance plasma et devient même plus propice au développement cellulaire que le TMX non traité pour le dépôt créé à 1W.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 PEG contrôle 1W 2W 5W n o m b re d e c e ll u le s s u r é c h a n ti ll o n /n o m b re d e c e ll u le s s u r T M X n o n t ra it é x 1 0 0 jour1 jour2 jour3 jour4 jour5

Référence TMX non traité

Figure 64 : Evolution de la mesure de fluorescence des cellules fibroblastes pour différentes puissances de plasma en fonction des temps de contact entre les dépôts de poly-DEGMVE et

le milieu de culture cellulaire. (Conditions : DEGMVE, Q(Ar)=20sccm, p=0,5mbar, t=60min)

Ces résultats sont confirmés également par les clichés des cultures biologiques prises au bout de 5 jours d’incubation (Figure 65). La formation d’agrégats n’est présente sur aucune de ces surfaces et la densité cellulaire est bien plus importante que pour le poly-DEGDME.

200µm

200µm 200µm

b)

c)

a)

Figure 65 : Clichés par microscope optique de polyDEGMVE à a) 1W, b) 2W et c) 5W au bout de 5 jours d’incubation.

(Conditions : DEGMVE, Q(Ar)=20sccm, p=0,5mbar, t=60min)

Ces résultats soulignent l’importance de la teneur en fonctions éther pour l’obtention des propriétés antifouling. En effet, le pourcentage maximal de fonctions C-O mesuré par XPS pour ces dépôts est de 58,0%. Or la partie précédente concernant les dépôts de polyDEGDME nous a permis de monter qu’il fallait au minimum entre 82,4% et 86,2% de fonctions C-O pour obtenir la propriété antifouling.

Cette inaptitude des dépôts de polyDEGMVE à repousser les cellules fibroblastes provient donc de la proportion en fonctions éther en surface du matériau.

IV

Conclusion

Cette étude du procédé de polymérisation par plasma basse pression a permis de montrer la faisabilité du dépôt de couches minces homogènes, isolantes, adhésives au substrat et dont l’épaisseur est d’une centaine de nanomètres.

L’optimisation de ce procédé a montré une forte influence de la puissance injectée dans la décharge sur la proportion de fonctions C-O (représentant les fonctions éther et alcool) en surface des dépôts. Cependant, l’évolution de cette proportion en fonction de la puissance n’est pas identique pour les deux précurseurs. En effet, les analyses XPS indiquent que les dépôts de polyDEGMVE, réalisés à forte puissance, possèdent un pourcentage de fonctions C-O très faible (11%) par rapport aux dépôts de polyDEGDME (65%).

La différence de comportement des deux précurseurs dans la décharge a pu être étudiée par spectrométrie de masse (SM) et spectrométrie de masse des ions secondaires par temps de vol (ToF-SIMS) et indiquent que :

i) à forte puissance, la fragmentation du DEGDME conduit majoritairement à la formation d’espèces hydrocarbonées oxygénées (CxHyOz représentent 97% des espèces produites en mode positif) alors que les composés purement hydrocarbonés (CxHy) correspondent à 80% des espèces produites par la fragmentation du précurseur insaturé à cette même puissance.

ii) l’étude des espèces gazeuses produites dans la phase plasmagène montre que l’intensité du monomère saturé diminue faiblement avec la puissance (taux de fragmentation du DEGDME de 32% à 5W) et que cette espèce est présente majoritairement dans la décharge même à forte puissance. En revanche, le taux de fragmentation du monomère insaturé est de 63% à faible puissance (1W) et évolue jusqu’à 88% à plus forte puissance (3W). La fragmentation de ce précurseur conduit à la formation de molécules à très faible poids moléculaire et de composés hydrocarbonés.

Ces résultats mettent en évidence une fragmentation de la molécule de DEGMVE plus importante que celle du monomère saturé, induisant une diminution brutale de la proportion de fonctions C-O en surface des dépôts.

La polymérisation des précurseurs, dans les conditions de traitement optimisées (P=1W, Q(Ar)=20sscm, temps de traitement=60min), conduisent à la formation de dépôts dont la sélectivité en fonctions C-O est respectivement de 86% et de 70% pour le monomère saturé et insaturé.

L’influence de la proportion de fonctions C-O en surface du matériau sur l’obtention des propriétés d’anti-encrassement ou « antifouling » a été mesurée par des analyses d’adhérence de microorganismes. Lors des tests biologiques portant sur l’étude du nombre de cellules fibroblastes L929 adhérées sur les échantillons formés à différentes puissances en fonction du temps d’incubation, seuls les dépôts de polyDEGDME réalisés à 1W ont montré une forte activité antifouling, proche d’une surface commerciale de PEG. Cela démontre l’importance de la maximisation de la proportion des fonctions éther en surface du matériau créé par plasma.

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