集束イオンビームを使った医用プラスチックの微細加工

Micro/nanofabrication of medical plastics using focused ion beam

大山 智子

Oyama, Tomoko

医療・バイオデバイスには、生体親和材料を精密に微細加工する技術に加え、細胞接着性といった特定の機能を付与する技術が求められている。本稿では、量子ビームを用いた材料創製技術の一例として、集束イオンビームを用いた高分子材料の微細加工、特に医用プラスチック(ポリ乳酸)の精密な微細加工技術と表面改質技術について解説した。医用プラスチックは耐薬品性や耐熱性が低いものが多く、既存の技術では精密なマイクロ・ナノ加工が困難である。そこで、集束イオンビームの物理スパッタと放射線分解反応を利用することで、化学処理を用いないダイレクト加工を検討した。例えばポリ乳酸はガラス転移温度(60C付近)以上で容易に変形してしまうが、照射熱の影響を抑えた照射条件・試料作製条件を適応すれば60nmのラインなど、精密な加工が可能である。さらには物理スパッタと放射線誘起分解物の脱離によって試料最表面が炭化する現象を利用することで、局所的にダイヤモンド・ライク・カーボン様の化学状態を作るなどの表面改質が可能である。

Development of medical-/bio-devices requires both micro/nanofabrication technique and functionalization technique (such as controlled cell adhesion) of biocompatible materials. The both techniques can be realized by quantum-beam technologies. We evaluated micro/nanofabrication of a medical plastic, poly(L-lactic acid) (PLLA), using focused ion beam direct etching. Controlled micro/nanostructures of PLLA were fabricated with C=C bond-rich surfaces by controlling the irradiation and sample conditions.