[发明专利]膨胀介导的粘附装置

说明书

一种粘附装置，其包括微结构和聚合物，设计成与目标表面的表面结构相互穿插。该装置可包括具有弹性交联聚合物的微结构材料，其在液体存在下可溶胀。在溶胀前的状态下，装置微结构可与目标表面微结构相互穿插。当目标表面上的液体接触装置的微结构化表面时，液体可导致装置的微结构化表面溶胀。溶胀可导致微结构抓住目标表面，导致装置与目标表面之间的粘附。

技术领域

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背景技术

本发明总体上涉及一种粘附装置，该粘附装置包含通过在与微结构化模具接触的同时聚合特定单体而获得的交联聚合物微结构化表面。该装置可以表现出对目标表面的优异粘附性，并且可以用于将该装置粘附地放置到目标表面的液-固界面。

包含流动液相的目标表面可以抑制目标表面和装置之间的粘附。这种目标表面的组成和形态经常发生变化。在一些情况下，液相可以充当润滑剂。液相还可以充当装置的固相和目标表面的固相之间的排斥屏障。

由于液相和固相结构，当液相充当润滑剂或排斥屏障时，可能难以使一个表面粘附到另一个表面。通常，可能需要物理结构来将一个表面固定到另一个表面以克服作用在表面(一个或多个)上的润滑力和排斥力。例如，用作医疗植入物的外科用网状物可能由于间质液而难以固定在器官上。为了克服上述困难，缝合线或类似器件用于将医用植入物固定到固定位置，使得植入物的移动最小化或消除。然而，这种使用的主要缺点是可能对下面的组织造成物理损伤。刺穿组织以固定医用植入物可能导致不希望的副作用，诸如炎症、肿胀、瘢痕，以及从下面的组织撕裂缝合线然后导致甚至进一步损伤的可能性。

因此，需要具有允许表面粘附到另一表面而不需要侵入性固定器件的特性的微观设计表面。

发明内容

在一个实施例中，本公开包括可溶胀的微结构化表面。在一些实施例中，当引入到液体环境中时，微结构化表面在体积上可以增加。在某些环境中，液相可以设置在固相周围。固相可以包括微结构化表面将粘附到其上的目标表面。为了引发微结构化表面的溶胀机制，该表面可以与设置在目标表面周围的液相接触。替代地，微结构化表面的溶胀可以通过在与目标表面接触之前用液相预处理表面来引发。在某些实施例中，在微结构化表面预处理的情况下，可以存在或不存在设置在目标表面周围的液相。

在某些实施例中，微结构化表面与目标表面的接触可包括将两个表面压在一起的法向力的作用。在某些实施例中，法向力可足以引起特征皱褶。在某些实施例中，目标表面可具有预先存在的表面微结构。例如，哺乳动物组织可具有微结构化表面，无论是由于细胞形态还是由于具有这种结构的一些进化优势。

在本公开的一个实施例中，微结构化表面能够产生其自身的法向力，这种力可能是由于毛细作用、表面张力、范德华力、氢键等。

在某些实施例中，微结构化表面可产生Wenzel-Cassie界面。Wenzel-Cassie界面可包括疏性和亲性表面结构的微畴。在一些实施例中，这些疏性和亲性微畴并置。微畴的这种并置可产生相反的力，该力使两个相反的表面粘附到彼此。

在一些实施例中，可以理解，当微结构化表面与目标表面接触时，微结构化表面的亲性部分可以吸引设置在目标表面周围的液相，并且表面微结构的疏性部分可以排斥液相，可以吸引不同的液相(如果存在的话)，可以吸引气相，或者可以吸引固体表面。在一些实施例中，这些相的组合可以存在于微结构化表面的疏性部分。可以进一步领会到亲-疏界面几何形状的几种组合，其可以相对于当表面分离并且彼此不接触或相互作用时降低表面的表面能。