具生物亲合性的微纳米级介孔结构物及其形成方法技术

本发明专利技术涉及一种具生物亲合性的微纳米级介孔结构物及其形成方法，该微纳米级介孔结构物是具有平均孔径为５纳米至３０微米、孔隙率大于３５％的多孔膜或多孔式多维立体物；其制造材料物系包括可引发聚合单体，生物材料，交联剂，引发剂，致孔剂，表面剂和／或溶剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生命科学与生物
， 一般涉及用于化学及生物化学分析、化学及生物 传感、合成和检测的微型仪器，尤其涉及一种生物、化学及医药实验检测领域的具生物亲合 性的微纳米级介孔结构物及其形成方法。
技术介绍
用作生物材料的多孔体经常被用于化学及生物化学分析、化学及生物传感、医疗卫生、 合成和检测领域，并越来越多地用于生物芯片。生物芯片是上世纪80年代发展起来的高新技 术，它融微电子学、生物学、物理学、化学、材料学、计算机科学、成型加工技术为一体， 可以对细胞、DNA、蛋白质等生物组分进行准确、快捷和大信息量的检测分析，在疾病诊断治 疗、疾病预测预防、新药研究开发、农作物育种、环境检测以及食品安全监测等多方面具有 广泛用途，市场潜力巨大，成为国际生命科学与生物技术产业最重要的增长点和竞争焦点之目前常见的生物芯片分为三类第一类为微阵列芯片，包括基因芯片、蛋白芯片、细胞 芯片和组织芯片；第二类为微流控芯片，包括各类样品制备芯片、聚合酶链反应(PCR)芯片、 毛细管电泳芯片和色谱芯片等第三类为以生物芯片为基础的集成化分析系统，即芯片实验 室。"芯片实验室"可以将诸如样品的前处理、样品制备、待测物分离、试剂输送、生化反 应、结果检测等集成在微小的芯片上来实现的，并依靠一些检测方法如电化学检测法和光学 检测法，将化学信号转换成电信号或光学信号，再经计算机或其他信号处理装置进行解释。 这些微型集成化分析系统携带方便，可用于紧急场合、野外操作甚至放在航天器上。中国专利ZL01141768. 4涉及一种多孔性生物可分解高分子的交联方法。该方法包括(a) 将一多孔性生物可分解高分子置于一装置；以及(b)将一含有交联剂的超临界流体通入该装 置，以进行多孔性生物可分解高分子的交联反应。此外，在步骤(b)之后可视需要进一步包括 (c)将一纯的超临界流体通入该装置，以清洗上述已交联的高分子，去除未反应的交联剂。所 述方法可有效地解决传统交联方法中交联程度不够、操作时间较长、化学品残留及二次清洗 步骤繁杂并可能造成孔洞外型改变甚至縮小等问题。按该专利技术方法所制得的多孔性生物可分 解高分子可应用于药物释放、细胞生长的模板、伤口敷料、组织填补材料、可分解的日常用 具在生物体内或体外分解的应用。中国专利ZL03126580. 4涉及一种新型仿生生物活性三维多孔复合材料及其制备方法，它 是将溶胶-凝胶法合成的生物活性玻璃粉末和致孔剂分别研磨、过筛；将PM溶解于氯仿，加 入致孔剂和BG粉末，恒温加压后干燥；循环去离子水中处理，然后将材料在动态循环模拟生 理溶液中浸泡。本专利技术提高了材料的骨传导性和骨修复能力，材料具有三维连通孔结构，孔隙率达90%以上，分布均匀，孔径可根据临床要求进行调节，同时具有优异的细胞亲和性、 生物活性、可控生物降解性和可调力学性能，且支架的降解速度可与骨和软骨的生长相匹配。中国专利ZL02805966.2公开了用作生物材料的多孔体组合物，它是通过向由钛，镍，铁 和钼组成的多孔组合物中加入O. l-3.0原子W的Al(铝)而生产的，而且它可促进活组织和细 胞向孔中生长。向Ni， Ti， Fe和Mo中加入Al可降低液相形成的温度，因而促进所述组合物 组成成分的扩散，并提高组成成分的均匀分布。结果，多孔体中微孔的比例增加至金属桥中 10—2 u m-10 ii m微孔的分布高于5%的程度。中国专利ZL03135261.8涉及一种无机/有机纳米复合生物活性多孔材料及制备方法。材 料由重量比为(0.25 1.5)/1的羟基磷灰石/医用聚酰胺66复合材料组成，其中含有孔径为 1-300微米的相互贯通孔隙，孔隙总体积占材料总体积的30%-70%。制备时将按所说比例的 纳米羟基磷灰石与医用聚酰胺66混合的复合物，与粒径和在总体积中占的比例量分别与在制 得材料中所希望的孔隙孔径和孔隙率相适应的医用水溶性盐类颗粒混合均匀，在3 8MPa的 压力和26(TC 29(TC温度条件下固化成型后，再置于水中充分溶解除掉存在于固化材料中的 所说水溶性盐类成分，得到具有所希望的孔径和孔隙率的生物活性多孔材料。中国专利公开说明书CN 200610021508. 5涉及了一种具有多孔结构的生物材料膜及制备 方法。该多孔结构生物材料膜是在医用聚酰胺成分或医用聚酰胺/纳米类骨磷灰石复合成分膜 的两侧表面间以孔径渐变地分布有相互贯通的孔。膜的一面是孔径为0.01 30um的细小孔 隙的致密面，另一面是孔径为30 300um的大孔疏松面。制备时以所选用的成膜材料中的 医用聚酰胺成分的挥发性良溶剂为分散剂，将医用聚酰胺成分或医用聚酰胺/纳米类骨磷灰石 复合成分于加热和搅拌下得到的成膜液制备成膜状材料体，干燥并用去离子水洗涤，再经干 燥制得。然而，上述公开的生物活性多孔材料及制备方法均较繁琐，导致造价昂贵。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于克服现有技术中的不足，提出一种低成本、高效的具生物亲合 性的微纳米级介孔结构物。本专利技术的另一个目的在于提供一种简单、可靠、低成本、高效的具生物亲合性的微纳 米级介孔结构物的形成方法，尤其适用于形成具有微流道的芯片实验室系统中的微纳米级介 孔结构物，以克服现有介孔结构物制造方法中存在的不足。本专利技术的显著特点是具生物亲合性的微纳米级介孔结构物的形成方法简单。按照本发 明形成的介孔结构物可以单独应用，也可以结合到任何种类的生物芯片、芯片实验室系统以 及具有微流道的装置中成为其中的生物材料固定部分(或部件)、样品分离部分(或部件)或 多种样品混合部分(或部件)，从而获得更好的样品分离、多种样品混合和/或生物分子杂交、 检测效果。这种介孔结构物可为现有技术的一种辅助装置，也可替代现有技术中的某些生物 材料固定部分(或部件)、样品分离部分(或部件)或多种样品混合部分(或部件)。尤其适用于具有微流道的芯片实验室系统。本专利技术涉及的主要特征在于该物是具有平均孔径为5纳米至30微米、孔隙率大于35% 的多孔膜或多孔式多维立体物;其制造材料物系包括15-95%"/的可引发聚合单体,0. 001-70% (w/w)生物材料，0-10% (w/w)交联剂，0.001-5% (w/w)引发剂，0-70% (w/w)致孔剂和/ 或表面剂，前述物质总量的O. 01-25倍的溶剂。涉及的介孔结构物的接触物或固定面为金属、合金、金属氧化物、金属化合物、陶瓷、 塑料、接枝聚合物、高分子材料混合物、粘合层和/或偶合层。可引发聚合单体包括衣康酸稀丙酯、氨酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙二醇二甲基丙烯 酸酯、单烯键不饱和单体、多烯键不饱和单体、苯乙烯、二乙烯苯、苯乙烯磺酸、丙烯酸甲 酯、丙烯腈、丙烯酯盐、异丁烯酸盐、丙烯酸、丙烯酸胺、壳聚糖单体、甲基丙烯酸甲酯中 的一种或多种。较佳采用吸光区域为200-380nm或相当于紫外光区的单体。涉及的生物材料包括经扩增、未经扩增、经修饰或未被修饰的DNA、 RNA、蛋白质、肽 类、多糖、酶类、核酸、低核苷酸、抗原/抗体、细胞、病毒、有机分子、合成分子、天然生 物分子、维生素、核黄素、药物分子、化合物中的一种或多种。涉及的交联剂包括乙烯基苯(DVB)、 二乙烯苯、水溶性N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、共 聚甲基丙烯酸缩水甘油酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具生物亲合性的微纳米级介孔结构物，其特征在于：该物是具有平均孔径为５纳米至３０微米、孔隙率大于３５％的多孔膜或多孔式多维立体物；其制造材料物系包括１５－９５％（ｗ／ｗ）可引发聚合单体，０．００１－７０％（ｗ／ｗ）生物材料，０－１０％（ｗ／ｗ）交联剂，０．００１－５％（ｗ／ｗ）引发剂，０－７０％（ｗ／ｗ）致孔剂和／或表面剂，前述物质总量的０．０１－２５倍的溶剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘津平，高霞，刘文韬，
申请(专利权)人：刘文韬，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]