聚偏氟乙烯(PVDF)膜作为一种高性能的聚合物膜材料，因其特殊的化学稳定性、热稳定性和机械强度，在多个领域展现出广泛的应用潜力，特别是在生物医学领域。然而，原始的PVDF膜表面能低，疏水性强，这在一定程度上限制了其在生物医学领域的应用。因此，对它进行表面改性以提升其亲水性和生物相容性，成为了当前研究的热点。
一、表面改性方法
表面改性主要分为物理改性和化学改性两大类。物理改性方法如静电纺丝结合涂层技术，可以在膜表面形成一层具有特定功能的涂层。例如，通过多巴胺(DA)和聚乙烯亚胺(PEI)的自聚合反应，在膜表面形成稳定的交联网状PDA/PEI涂层，进而通过引入ZrO2颗粒形成ZrO2涂层。这种复合涂层不仅增强了热稳定性，还改善了其表面性质，使其更适合于生物医学应用。
化学改性方法则通过化学键在PVDF膜表面引入新的官能团，从而改变其表面性质。表面接枝改性是化学改性中的一种重要手段，通过等离子体、辐照或光引发等技术在膜表面接枝亲水性基团，如羟基、羧基等，显著提升膜的亲水性和生物相容性。此外，表面涂覆改性也是常用的化学改性方法之一，通过在膜表面涂覆具有特定功能的物质，如纳米TiO2、磺化聚合物等，来改善性能。
二、在生物医学中的应用
1. 血液透析与血液过滤
它因其良好的化学稳定性和生物相容性，在血液透析和血液过滤领域具有广阔的应用前景。通过表面改性，它的亲水性和抗污染性得到显著提升，减少了血液在膜表面的吸附和凝血现象，提高了透析效率和患者舒适度。
2. 药物输送系统
在药物输送系统中，可以作为药物载体或控制释放膜。通过表面改性，可以在膜表面引入特定的药物分子或功能基团，实现药物的精确释放和靶向输送。这对于提高药物的疗效、减少副作用具有重要意义。
3. 组织工程与再生医学
在组织工程和再生医学领域也展现出巨大的潜力。通过表面改性，可以调控膜的生物相容性和细胞黏附性，使其更适合于细胞培养和组织再生。例如，将PVDF膜作为细胞培养的支架材料，通过表面改性促进细胞的黏附和增殖，进而构建出具有特定功能的组织或器官。
4. 生物传感器与执行器
它还因其良好的电学性能和机械性能，在生物传感器和执行器领域得到应用。通过表面改性，可以在膜表面引入具有特定传感或执行功能的材料，如导电聚合物、生物识别分子等，实现对生物信号的精确检测和响应。
PVDF膜的表面改性技术在提升其性能和应用范围方面发挥了重要作用。通过物理改性和化学改性方法，它的亲水性、生物相容性和其他关键性能得到显著改善，为其在生物医学领域的广泛应用提供了有力支持。
