可植入的超疏水表面制造技术

本发明专利技术描述了生物粘合性纹理化表面，其允许植入物定位于活体内。采用在可植入的医疗装置上的纹理的分级层次来与活体结构形成界面以向装置迁移提供阻力，这些纹理的分级层次中的某些能形成Wenzel状态，而其它可以形成Cassie状态。由于传统地需要气态来形成Cassie或Wenzel状态，并且气体并不长期保留在活体组织内，描述了类似于上述状态，与通常由身体组分取代的气体所表示的组分的组织/装置相互作用，其中造成组织成分分离和发展了类似的Cassie、Wenzel或Cassie‑Wenzel状态。

Implantable superhydrophobic surface

The present invention describes a biological adhesive textured surface, which allows an implant to be positioned in a living body. Using the gradation of the texture on the implantable medical device to form an interface with the living structure to provide resistance to the device migration, some of the gradation levels of these textures can form a Wenzel state, while others can form a Cassie state. Because the gaseous state is traditionally needed to form a state of Cassie or Wenzel, and the gas is not kept in the living tissue for a long time, it describes the interaction of the organization / device, which is similar to the above state, with the components of the components usually replaced by the body components, resulting in the separation and development of similar Cassie and Wenzel. Or Cassie Wenzel state.

【技术实现步骤摘要】
可植入的超疏水表面本申请是申请号201380016282.8（国际申请号：PCT/US2013/022214）：、申请日：2013年1月18日、名称为“可植入的超疏水表面”的申请的分案申请。
本公开提供可植入的医疗装置，可植入医疗装置在基质上包括表面纹理，在植入于宿主组织中时，表面纹理与存在于宿主组织中的液体形成界面。在某些实施例中，植入物有利地在植入于身体内之后防止或减少装置迁移。
技术介绍
当三相彼此接触时典型地发生Cassie和Wenzel现象。例如，能使一个固相与两个液相接触，两个液相在它们的疏水性方面不同。在体内，相应状态导致在植入物上在Cassie状态形成并保持液体亲水膜，和在Wenzel状态保持组织（包含脂质）。这些在临床上有助于将植入物定位于活体组织内。剪切为植入物平行于组织表面的运动，且剥离是植入物垂直于组织表面的运动。在临床上，具有高剪切力的植入物抵抗在体内迁移并且具有低剥离力的植入物可以由临床医生在外科手术程序期间容易地重定位。在气态环境中固体纹理化表面与水的相互作用由Cassie–Baxter模型描述。在此模型中，空气被截留在纹理化表面的微槽中并且小水滴搁置于包括空气和微突起的顶部的复合表面上。在多个尺度纹理之间分形维数（fractualdimension）的重要性已经是公知的并且许多方案是基于分形贡献，即在不同尺度的纹理之间的维度关系。然而，与所用材料（有机或无机）和表面纹理的几何结构（粒子、杆阵列或孔隙）无关，一直需要多个尺度的纹理与低表面能量相组合来获得所谓的超疏水表面。超疏水性以各种方式报告为一种具备与水的接触角比利用平滑但较强疏水材料可实现的接触角更大的材料。舆论普遍认为超疏水物质的最小接触角为150°。疏水表面排斥水。可以例如通过确定表面上水滴的接触角来测量表面的疏水性。可以在静态或动态来测量接触角。动态接触角测量可以包括确定相对于诸如水滴这样的粘附物的前移接触角或后退接触角。在前移接触角与后退接触角之间具有较大差异的疏水表面（即，高接触角滞后）表示在临床上需要的性质。水或湿组织可以在具有低接触角滞后的表面上比跨越具有高接触角滞后的表面上更易于行进，因此，接触角滞后的量值可以等于使物质跨越受剪表面上移动所需的能量。在临床应用中，高接触角减小了植入物在原位的移动性。来自自然界的表面纹理研究的典型动机是荷叶，由于凸胞乳突和随机定向的疏水蜡小管的分级结构，荷叶是超疏水性的，凸胞乳突和随机定向的疏水蜡小管的分级结构与水具有高接触角和低接触角滞后并且表现出强自清洁性质。一个较少为人所知的来自自然界的动机是红玫瑰花瓣，具有利用周向布置和轴向导向的脊而加以装饰的凸胞乳突的分级结构，这种分级结构具有中等接触角和高接触角滞后。接触角为与植入表面直接接触的水量的测量量度，而接触角滞后为水可以在表面上移动的程度的反向量度。这些状态中每一个的自然进化动机是完全不同的。在荷叶和总体上植物叶子的情况下，与水的最少接触和高的水移动性导致水优先粘附到微粒污染物上，可以在水流掉时从叶子清理掉微粒污染物。这用于减小由表面污染物对光的吸收并且增加了光合作用效率。在玫瑰花瓣和总体上植物花瓣而不是叶子的情况下，大部分授粉者/传粉昆虫（pollinator）被吸引到高张力水源，高张力水源提供易于接近性而不会淹没昆虫。因此，在进化刺激在植物学中是繁殖的情况下，与高接触角滞后相配对的高接触角是优选的；并且在进化刺激是新陈代谢和生长的情况下与低接触角滞后相配对的高接触角是优选的。暂时考虑单个纹理尺度，当水放置于纹理化表面上时，其可以置于纹理的峰上或者芯吸到谷内。前者被称作Cassie状态，而后者被称作Wenzel状态。当Wenzel状态占优势时，接触角和接触角滞后二者随着表面粗糙度增加而增加。然而，当粗糙度系数超过临界水平时，接触角继续增加，而滞后开始减小。在此点，占优势的湿润行为变化，这归因于在表面与水滴之间的界面处截留的空气量增加。在本文上下文中，气态被疏水状态（例如，脂质）取代。疏水状态可以是源自宿主组织的液体或固体。在混合Wenzel-Cassie状态，可能具有高接触角和高接触角滞后。然而，纹理仅是一个方面，纹理化固体相对于相互作用的环境而言的疏水性也是重要的。水具有偶极结构，偶极结构使得其对于带电荷的任何其它物质有吸引力。位于分子上特定位置处的具有多余电荷/电荷盈余（chargesurplus）的可植入物分子使得分子具有亲水性。在聚合物的情况下，电荷可以缔合（associate），并且块体物质可以具有宏观表面电荷。并且在这样的宏观集聚/聚集体中，这些材料具有较强吸水性。并且当这些宏观电荷位置与表面纹理相关联时，然后植入材料变得具有超亲水性。因此，虽然植入物为亲水性的并且易于与活体组织中的水缔合是通常有利的，这种缔合在植入物与组织之间形成流体表面，这种流体表面充当润滑剂。一般而言，不利的是，植入物从由临床医生所确定的位置移动；并且总体上，不利的是，植入物需要缝合或其它物理定位手段。因此，利用对于Cassie-Wenzel状态的原位模拟（insituanalog）将植入物定位于活体组织中是临床上是合乎需要的。
技术实现思路
应了解前文的一般描述和下文的详细描述表示本公开的实施例并且计划提供用于对所要求保护的本公开的性质和特征进行理解的概述或构架。这些描述用于解释所主张保护主题的原理和操作，本公开的其它和另外的特征和优点将是本领域技术人员在阅读下文的公开时易于显而易见的。本公开提供一种可植入的医疗装置，其包括在基质上的至少两个表面纹理，其中在植入于宿主组织中时，表面纹理与存在于宿主组织中的液体形成界面，其中表面纹理的一部分接触着存在于宿主组织中的脂质以形成第一界面；表面纹理的一部分接触着存在于宿主组织中的水以形成第二界面；以及，表面纹理的一部分在装置与宿主组织之间截留空气；其中所产生的界面具有至少5度的接触滞后角。本公开的方法和实施例可适用于可吸收的和永久可植入材料，其中优选了可吸收材料。本公开涉及生理上可吸收、非纤维形成/非纤维化的（non-fibrogenic）、亲水性材料，其在第一时间间隔期间通过添加表面纹理而变得相对疏水。替代地，本公开涉及一种生理上可吸收、大体上致生纤维的/纤维化的疏水材料，其在第一间隔期间通过添加表面纹理而变得具有相对亲水性。这些表面纹理用于将这些植入物定位于活体内。本公开涉及可植入、可吸收的薄片，这些薄片为亲水性的，并且可能原位膨胀或甚至溶解，由此添加表面纹理增加了植入后装置脱位的力阈值。而且，本公开涉及可植入薄片，一侧如关于第一特定目的所描述那样增强，第二侧如关于第二特定目的所描述那样增强。本公开涉及可植入物装置，其包括具有组织亲和力的表面纹理，这允许它们从组织表面剥离并且在临近手术时/手术前后重新定位但抵抗植入后滑动和折叠。本公开的一个目的在于提供一种可植入医疗装置，其包括当向哺乳动物体中的水性环境暴露时最初形成了典型Cassie和Wenzel状态的表面纹理。而且，本文所公开的可植入的医疗装置可以在宿主组织中一段时间之后形成Wenzel和Cassie状态的模拟/类似状态，宿主组织涉及固体亲水相、液体疏水相和液体亲水相。在这些修改的Wenzel和Cassie状态，与典型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可植入的医疗装置，其包括在基质上的至少两个表面纹理，其中在植入于宿主组织中时，所述表面纹理与存在于所述宿主组织中的液体形成界面，其中所述表面纹理的一部分接触存在于所述宿主组织中的脂质以形成第一界面；所述表面纹理的一部分接触存在于所述宿主组织中的水以形成第二界面；以及所述表面纹理的一部分在所述装置与所述宿主组织之间截留空气；其中所述界面具有至少5度的接触滞后角。

【技术特征摘要】
2013.01.11 US 61/5899071.一种可植入的医疗装置，其包括在基质上的至少两个表面纹理，其中在植入于宿主组织中时，所述表面纹理与存在于所述宿主组织中的液体形成界面，其中所述表面纹理的一部分接触存在于所述宿主组织中的脂质以形成第一界面；所述表面纹理的一部分接触存在于所述宿主组织中的水以形成第二界面；以及所述表面纹理的一部分在所述装置与所述宿主组织之间截留空气；其中所述界面具有至少5度的接触滞后角。2.根据权利要求1所述的可植入的医疗装置，其特征在于，在一段时间之后，所述截留的空气由源自所述宿主组织的脂质取代。3.根据权利要求1所述的可植入的医疗装置，其特征在于，用于相对于宿主组织平移所述可植入医疗装置的剪切力超过每平方厘米50克。4.根据权利要求1所述的可植入的医疗装置，其特征在于，在一段时间之后，所述界面包括：a）固体亲水相，b）液体疏水相；以及c）液体亲水相。5.根据权利要求1所述的可植入的医疗装置，其特征在于，在一段时间之后，所述截留的空气由源自所述宿主组织的疏水性材料取代。6.根据权利要求1所述的可植入的医疗装置，其特征在于，所述表面纹理包括亲水性可吸收材料，所述亲水性可吸收材料由于所述表面纹理而亲水性更弱，并且所述表面纹理减小了在所述宿主组织中所述医疗装置的吸收率或适形变化。7.根据权利要求1所述的可植入的医疗装置，其特征在于，所述表面纹理包括疏水性可吸收材料，所述疏水性可吸收材料由于表面纹理而疏水性更弱，并且所述表面纹理增加了所述医疗装置在所述宿主组织中的吸收率或适形变化。8.根据权利要求1所述的可植入的医疗装置，其特征在于，至少一个表面纹理包括可吸收材料，其中所述医疗装置的所述至少一个表面纹理通过吸收而修改使得所述至少一个表面纹理在所述医疗装置受吸收时变得更多地湿润或更少地湿润。9.根据权利要求1所述的可植入的医疗装置，其特征在于，所述表面纹理在所述宿主组织中具有一定吸收率，所述表面纹理在第一时间间隔减轻了组织粘附和植入物迁移，并且在第二时间间隔变成平滑、亲水、快速吸收和非纤维化材料。10.根据权利要求1所述的可植入的医疗装置，其特征在于，所述表面纹理中的至少一个包括10纳米至1微米的较小节距，并且至少一个其它表面纹理包括2微米至100微米的较大节距，其中所述较小节距表面纹理安置于所述较大节距表面纹理上，其中当植入所述医疗装置时，与活体组织形成至少两个界面，其中所述至少一个界面拒斥所述第一源自宿主的物质的附着，并且至少一个其它界面促进了第二源自宿主的物质附着。11.根据权利要求10所述的可植入的医疗装置，其特征在于，所述第一源自宿主的物质对于一个纹理而言为疏水性的并且所述第二源自宿主的物质对于不同的纹理是疏水性的。12.根据权利要求10所述的可植入的医疗装置，其特征在于，所述第一源自宿主的物质是蛋白质并且所述第二源自宿主的物质是宿主组织。13.根据权利要求1所述的可植入的医疗装置，其特征在于，在植入于所述宿主组织中时，形成第一界面，其中所述第一界面的至少一个表面纹理增加了用于相对于所述宿主组织表面平移所述植入物所需的力，并且形成第二界面，其中所述界面的所述表面电荷和表面能量使得水与所述第二界面的关联性强于与所述第一界面的关联性。14.根据权利要求13所述的可植入的医疗装置，其特征在于，水层粘附到一个或多个表面纹理并且脂质层粘附到所述装置的一个或多个表面区域，只要所述水和脂质层占据不同的表面区域。15.根据权利要求1所述的可植入的医疗装置，其特征在于，所述基质为多孔性的。16.根据权利要求1所述的可植入的医疗装置，其特征在于，所述表面纹理中的至少一个当植入于宿主组织中时形成Cassie状态，并且所述表面纹理中的至少一个当植入...

【专利技术属性】
技术研发人员：L布吕赫尔，M米尔博克，
申请(专利权)人：BVW控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH