超高顺向与紧密排列的中空纤维组的制作方法

1.本揭露涉及具有奈米级毛状、双层或交替层结构的电纺纤维及纤维数组。


背景技术：

2.电纺为用于生产用于多种应用(诸如药物递送媒剂、组织工程改造骨架、奈米过滤膜及电池材料)的非编织纤维垫的已建立技术。电纺为依赖于电荷以使自喷嘴尖端喷出的圆锥形液滴状的聚合溶液变形成超精细纤维的工艺。电纺使得自许多不同材料(包括但不限于聚合物)来纺丝连续奈米纤维相对容易。电纺提供生产直径在若干奈米至约两千奈米范围内的纤维的直接了当且实用的方式。电纺代表用于生产呈膜或3d结构形式的微米级至奈米级纤维的万用低成本方法。
3.wo 2005095684系涉及具有芯壳结构的实质上连续纤维；然而，此等纤维任意排列、非顺向及紧密排列。us9713521b2系涉及一种超高顺向与紧密排列的纤维组，其中至少5个纤维紧密排列在一起，且所述纤维的定向不大于 /
‑5°
；及其制备及应用。us 20180100249提供聚合物奈米纤维或微纤维垫或膜及经由水性、单步聚电解质错合及错合团聚体的电纺制备它们的方法。
4.然而，仍需要改良电纺纤维的表面积与体积的比、比表面积或孔隙率。


技术实现要素：

5.本揭露提供一种中空电纺纤维组，其包含多个纤维，所述纤维具有自其内表面延伸的奈米级发状结构。
6.在一个实施例中，所述纤维的毛状结构的长度在约100nm至约1μm范围内。在一些其他实施例中，毛状结构的长度在约200nm至约1μm、约300nm至约1μm、约400nm至约1μm、约500nm至约1μm、约600nm至约1μm、约700nm至约1μm、约800nm至约1μm、约900nm至约1μm、约200nm至约900nm、约200nm至约800nm、约200nm至约700nm、约200nm至约600nm、约200nm至约500nm、约200nm至约400nm、约200nm至约300nm、约300nm至约1μm、约300nm至约900nm、约300nm至约800nm、约300nm至约700nm、约300nm至约600nm、约300nm至约500nm、约300nm至约400nm、约400nm至约1μm、约400nm至约900nm、约400nm至约800nm、约400nm至约700nm、约400nm至约600nm、约500nm至约1μm、约500nm至约900nm、约500nm至约800nm、约500nm至约700nm或约500nm至约600nm的范围内。
7.在一个实施例中，毛状结构的纵横比(或l/d比率)为至多20:1。在一些实施例中，所述毛状结构的纵横比为至多15:1或至多10:1。在另一实施例中，所述毛状结构的纵横比为至少1:1、至少3:1或至少5:1。所述纵横比在具有上文所提及的端点的合理范围内。所述纵横比的某些实施例包括但不限于1:1至20:1等。在一个实施例中，所述发状结构的表面覆盖率为约10％至约80％、约10％至约70％、约10％至约60％、约10％至约50％、约10％至约40％、约10％至约30％、约20％至约80％、约20％至约70％、约20％至约60％、约20％至约50％、约30％至约80％、约30％至约70％、约30％至约60％、约40％至约80％、约40％至约
70％、约50％至约80％或约60％至约80％。
8.在一些实施例中，所述纤维表面上的孔的尺寸在约5nm至约1μm范围内。在一些实施例中，孔的尺寸在约20nm至约500nm、约20nm至约400nm、约20nm至约300nm、约20nm至约200nm、约20nm至约100nm、约20nm至约80nm、约20nm至约70nm或约20nm至约60nm的范围内。所述表面上的所述孔的密度在约0.1％至约30％范围内。在一些实施例中，密度为约0.1％至约25％、约0.1％至约20％、约0.1％至约15％、约0.1％至约10％、约0.1％至约5％、约0.1％至约15％、约1％至约30％、约1％至约25％、约1％至约20％、约1％至约15％、约1％至约10％、约1％至约5％、约5％至约30％、约5％至约25％、约5％至约20％、约5％至约15％、约5％至约10％、约10％至约30％、约15％至约25％或约15％至约20％。
9.在一个实施例中，所述纤维具有芯壳结构。用作芯溶液或壳溶液的聚合物的实施例包括但不限于环氧乙烷、聚环氧乙烷(peo)、乙二醇、聚乙二醇(peg)、聚(乳酸)(pla)、聚(乙醇酸)(pga)、耐纶、聚酯、聚酰胺、聚(胺基酸)、聚酰亚胺、聚醚、聚酮、聚胺基甲酸酯、聚己内酯、聚丙烯腈、聚芳酰胺、诸如电致发光聚合物的共轭聚合物、聚(2
‑
甲氧基,5乙基(2'己氧基)对苯乙烯)(meh
‑
ppv)、聚伸苯基乙烯、聚伸芳基乙烯、聚伸噻吩基乙烯、聚吡咯并乙烯、聚伸杂芳基乙烯、聚苯胺、聚苯、聚伸芳基、聚噻吩、聚吡咯、聚伸杂芳基、聚伸苯基乙炔、聚伸芳基乙炔、聚噻吩并乙炔、聚伸杂芳基乙炔及其混合物。在一些实施例中，所述聚合物为生物可降解及/或生物可吸收聚合物，诸如聚乙交酯(pga)及其无规共聚物聚(乙交酯
‑
共
‑
丙交酯)(pga
‑
共
‑
pla)、聚甲基丙烯酸羟烷基酯(包括甲基丙烯酸乙酯)及水凝胶(诸如聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯酰胺)、胶原蛋白、明胶、褐藻酸(alginic acid)、几丁质(chitin)、几丁聚糖(chitosan)、纤维蛋白、玻尿酸(hyaluronic acid)、聚葡萄糖及聚胺基酸或其混合物。在另一实施例中，所述溶液为pla、peo及peg的混合物。在一个实施例中，所述芯由pla、peo及peg的混合物构成。
10.在一个实施例中，所述纤维组中的至少五个(5)纤维紧密排列在一起；较佳地，至少20个纤维；更佳地，至少50个纤维；且最佳地，至少100个或200个纤维紧密排列在一起。在其他实施例中，所述纤维组中紧密排列在一起的所述纤维的数目在5至200、20至200、10至200、20至200、20至100、50至200或50至100的范围内。在一个实施例中，所述纤维组呈薄膜、膜或薄片的形式。在另一实施例中，纤维组具有同心外观。
11.在另一实施例中，所述组中的纤维定向不大于 /
‑5°
；较佳地，不大于 /
‑4°
；更佳地，不大于 /
‑2°
；最佳地，不大于 /
‑1°
。在一个实施例中，所述组中的所述纤维定向为约 /
‑1°
至约 /
‑5°
，且更佳为约 /
‑1°
至约 /
‑4°
。
12.根据本揭露的另一实施例，所述纤维的长(外)径比(l/d)大于约20。较佳地，所述l/d大于约1,00，更佳地大于约1,000，且最佳大于约10,000。在本揭露的一个实施例中，所述l/d为约20至约10,000。较佳地，所述比率为约20至1,000，且更佳为约20至约100。
13.本揭露亦提供一种微管数组膜(mtam)，其包含如本文所描述的中空电纺纤维组的一或多个层。
14.在一个实施例中，所述mtam包含所述纤维组的至少两个层。在另一实施例中，mtam具有其中纤维的所述层交替地或垂直地排列的结构。
15.本揭露亦提供一种包覆本文所述的所述mtma的口袋。
16.本揭露亦提供一种方法，其在药物筛选、基质形式细胞培养、酦酵、组织工程改造、
药物筛选(诸如癌症药物筛选及癌症免疫治疗药物筛选)及过滤(诸如透析)中使用本揭露的中空电纺纤维组或mtam。
17.图式简单说明
18.图1展示mtam
‑
h(具有毛状延伸部分)的实施例的sem影像(横轴面视图)。
19.图2展示mtam
‑
p(具有海绵状纤维)的实施例的sem影像(横轴面视图)。
20.图3(a)及3(b)展示mtam
‑
dl(具有双层组态的纤维)的实施例的sem影像(横轴面视图/俯视图)。
21.图4(a)及4(b)展示mtam
‑
dl
‑
al(具有交替组态的纤维)的实施例的sem影像(横轴面视图/俯视图)。
22.图5说明mtam
‑
dl
‑
al的极佳再现性。
23.图6展示mtam
‑
dl
‑
h(在双层组态的纤维内具有毛状延伸部分)的实施例的sem影像。
24.图7展示在tcp、mtam及mtam
‑
h上的细胞存活率。
25.图8展示mtma及mtma
‑
h对内毒素的吸附能力，所述mtma
‑
h在其表面上具有固定抗生素。
26.图9展示mtma
‑
al及toraymyxin
tm
对内毒素的吸附能力，所述mtma
‑
al在其表面上具有固定抗生素。
具体实施方式
27.尽管在传统医学及科学情形内通常使用及习知理解本文所采用的许多词语、术语及标题，但以下提供一些术语及特定命名、名称、称号或称呼的概述描述及定义。提供此等描述及定义作为辨识及了解意欲包括于本揭露方法的范畴内的应用的真实多种及范围的辅助。
28.如本文所用，术语「微管数组膜」(缩写为「mtma」)系指由定向中空奈米尺寸纤维的一或多个层组成的薄膜或膜。附接至术语「mtma」的后缀系指数组的特定组态或纤维的表面形态，而附接至术语「mtma」的前缀系指其材料。举例而言，「mtma
‑
hairy」意谓微管数组膜的纤维在纤维的表面上具有毛状延伸部分；「mtma
‑
al」意谓纤维层在z方向上交替地排列；「plla
‑
mtma」意谓由聚乳酸组成的微管数组膜等。
29.如本文所用，术语「电纺」系指使用流体动力学与带电表面之间的相互作用，自溶液生产称为电纺纤维的奈米尺寸纤维的技术。一般而言，电纺纤维的形成涉及将溶液提供至与电压源电连通的主体内的喷嘴，其中电力辅助形成精细纤维，沈积于可比主体更接地或者处于更低电压下的表面上。在电纺中，将由一或多个针、槽或其他喷嘴提供的聚合溶液或熔融物充电至相对于集尘格的高电压。电力克服表面张力且使得聚合溶液或熔融物的精细喷射朝向接地或相反电荷的集尘格移动。
30.如本文所用，术语「聚合物」系指且一般包括(但不限于)均聚物、共聚物(诸如嵌段、接枝、无规及交替共聚物、三聚物等)及其掺合物及变体。较佳地，其可包括但不限于聚环氧烷(例如peo、ppo、peo/ppo等)、聚乳酸交酯、聚乳酸、聚烯烃、聚丙烯腈、聚胺基甲酸酯、聚碳酸酯、聚己内酯、聚乙烯醇(pva)、纤维素、几丁聚糖、耐纶(例如耐纶6、耐纶406、耐纶6
‑
6等)、聚苯乙烯、蛋白质及其类似物或其组合。除非另外特别限制，否则术语「聚合物」意欲
包括材料的所有可能的几何组态。此等组态包括但不限于等规、间规及无规对称性。用于各聚合物的适合溶剂可选自彼等熟习此项技术者已知的溶剂，包括但不限于硫酸、甲酸、氯仿、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、水、丙酮及其组合。
31.如本文所用，术语「奈米尺寸纤维」或「奈米纤维」系指平均直径不超过约1500奈米(nm)的极小直径纤维。奈米纤维通常理解为纤维直径范围为约10至约1500nm、更具体的说约10至约1000nm、更具体的说约20至约500nm、且最具体的说约20至约400nm。其他示例性范围包括约50至约500nm、约100至500nm或约40至约200nm。在存在颗粒且其非均质地分布于奈米纤维上的情形下，可使用已知技术(例如与电显微法联合的影像分析工具)来量测奈米纤维的平均直径，但不包括相对于纤维的无粒子部分由于额外粒子的存在而实质上被放大的纤维的部分。
32.如本文所用，术语「定向纤维」指示实质上特定结构或数组中的所有纤维彼此平行地排列在纵向方向(「单向定向」)或定义明确的三维网络(「三维定向」)中。换句话说，纤维不相对于彼此在空间上任意排列。在大多数情况下，本文所描述的纤维在相对于支撑基板表面的大体垂直方向上生长，且存在个别纤维股线的极小分支(若存在)。
33.如本文所使用，术语「单层材料(single layer of material)」或「单层材料(single
‑
layered material)」系指由厚度可变化的单层构成的材料。
34.如本文所使用，术语「复数个层」或「多层材料」系指单层材料的「堆栈」。
35.如本文所用，术语「发状」或「毛状」用于描述来自纤维表面的延伸部分的外观或整个延伸部分的外观。「发状」或「毛状」形状涉及至少一种长丝、串、线、纤丝、毛发等，其由纤维材料组成且连接至纤维表面。
36.本揭露出人意料的发现在电纺纤维的内腔内产生发状结构可增加纤维的表面积且使得纤维可容易地调节。因此，本揭露提供具有较大表面积与体积的比、较高比表面积或互连孔隙率的中空电纺纤维、纤维组及包含纤维组的一或多个层的微管数组膜(mtam)。电纺纤维、纤维组及mtam具有较高比表面积比率，且因此可用于各种应用中，诸如药物筛选、基质形式细胞培养、酦酵、组织工程改造、药物筛选(诸如癌症药物筛选及癌症免疫治疗药物筛选)及过滤(诸如透析)。
37.具有拥有奈米级发状结构的纤维的中空电纺纤维组
38.中空电纺纤维组及mtam的纤维具有自纤维的内表面延伸的毛状结构。发状结构自纤维的内表面生长。发状结构的表面覆盖率为约10％至约80％、约10％至约70％、约10％至约60％、约10％至约50％、约10％至约40％、约10％至约30％、约20％至约80％、约20％至约70％、约20％至约60％、约20％至约50％、约30％至约80％、约30％至约70％、约30％至约60％、约40％至约80％、约40％至约70％、约50％至约80％或约60％至约80％。可基于sem影像估计表面覆盖率。纤维中的毛状结构提供大表面积且可容易地调节，使得需要较少纤维用于各种应用且因此可减少成本。此外，「毛发」的纵横比可至多为20:1。毛状结构的纵横比的实施例包括但不限于至多15:1、至多10:1、至少1:1、至少3:1、或至少5:1、1:1至20:1。
39.纤维为中空的且在内表面上具有孔。在一个实施例中，纤维为中空的且在内表面及外表面两者上均具有孔。由于在纤维的一或多个表面上具有孔，纤维组被认为具有「海绵状」外观。在某些实施例中，纤维厚度在1至5μm，例如1.5至4μm、2至3μm等范围内。
40.在电纺工艺中，电纺纤维的形成可分成三个阶段：(1)泰勒锥形(taylor cone)阶
段(2)稳定喷射阶段及(3)不稳定喷射阶段(polym int 56:1361
‑
1366,2007)。同轴电纺亦可用于将第一聚合溶液作为壳来围绕作为芯的第二聚合溶液电纺。经由此工艺，经同轴纺嘴递送聚合溶液。可使用以全文引用的方式并入的us 20150342719 a1中所揭示的方法来产生纤维。
41.本揭露亦提供一种制备具有奈米级发状结构的纤维的方法，其包含在双流体同轴电纺工艺中使用聚合芯溶液，其包含以约7:约2至约9:约1的比率溶解于溶剂中的约5重量％至约40重量％聚合溶液；及聚合壳溶液，其包含以约7:约2至约9:约1的比率溶解于溶剂中的约5重量％至约40重量％聚合溶液。在一个实施例中，溶剂为二氯甲烷:二甲基甲醛(dcm:dmf)的共溶剂。
42.用作芯溶液或壳溶液的聚合物的实施例包括但不限于环氧乙烷、聚环氧乙烷(peo)、乙二醇、聚乙二醇(peg)、聚(乳酸)(pla)、聚(乙醇酸)(pga)、耐纶、聚酯、聚酰胺、聚(胺基酸)、聚酰亚胺、聚醚、聚酮、聚胺基甲酸酯、聚己内酯、聚丙烯腈、聚芳酰胺、诸如电致发光聚合物的共轭聚合物、聚(2
‑
甲氧基,5乙基(2'己氧基)对苯乙烯)(meh
‑
ppv)、聚伸苯基乙烯、聚伸芳基乙烯、聚伸噻吩基乙烯、聚吡咯并乙烯、聚伸杂芳基乙烯、聚苯胺、聚苯、聚伸芳基、聚噻吩、聚吡咯、聚伸杂芳基、聚伸苯基乙炔、聚伸芳基乙炔、聚噻吩并乙炔、聚伸杂芳基乙炔及其混合物。在一些实施例中，聚合物为生物可降解及/或生物可吸收聚合物，诸如聚乙交酯(pga)及其无规共聚物聚(乙交酯
‑
共
‑
丙交酯)(pga
‑
共
‑
pla)、甲基丙烯酸聚羟烷基酯(包括甲基丙烯酸乙酯)及水凝胶(诸如聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯酰胺)、胶原蛋白、明胶、褐藻酸、几丁质、几丁聚糖、纤维蛋白、玻尿酸、聚葡萄糖及聚胺基酸或其混合物。在另一实施例中，溶液为pla、peo及peg的混合物。
43.在另一实施例中，在本揭露的方法中转筒收集器使用的流动速率为3至10ml(芯溶液)及2至12ml(壳溶液)且/或收集速度为约80至约120rpm。
44.具有纤维组的一或多个层的微管数组膜
45.在另一态样中，本揭露提供一种包含本文中所描述的一或多个纤维组的微管数组膜(mtam)。
46.在一个实施例中，mtam具有其中纤维组的层交替地排列(称为交替层)的结构。本文中所用的术语「交替地」或「交替层」意谓纤维层紧密堆栈且在层的z方向上不完全顺向。举例而言，在经由z方向观测时，双层膜中的纤维层可具有「a
‑
b」组态。对于三层膜，在经由z方向观测时，纤维层可具有「a
‑
b
‑
a」或「a
‑
b
‑
c」组态。本文所用的术语「垂直」或「垂直层」意谓纤维层紧密堆栈且在层的z方向上完全顺向。此等mtma均表示为「mtma
‑
al」，但可添加其他后缀以清楚地指定mtma的组态及层数目。举例而言，交替地排列具有两个层的mtma可表示为「mtma
‑
dl
‑
al」。此外，mtma交替层可展现以下特征或益处：面积的消耗最小化、紧密排列密度较高、额外管可能可减小系统内压力等。
47.在另一实施例中，mtam具有其中纤维组的层垂直排列(称为垂直层)的结构。亦即，mtma具有在z方向(垂直于膜平面的方向)上为顺向的多个纤维层。举例而言，具有在z方向上为顺向的两个纤维层的mtma由「mtma
‑
dl」表示；具有在z方向上为顺向的三个纤维层的mtma由「mtma
‑
tl」表示；等。亦可提供具有更多纤维层的mtma。mtma垂直层可展现以下特征或益处：紧密排列密度较大、机械特性增强、归因于串主链的操纵较简易等。
48.本揭露亦提供一种制备具有在z方向上为顺向的多个纤维层的mtam的方法，其包
含在壳
‑
流体同轴电纺工艺中，在大于10ml/h的流动速率及约8kv至约11kv的电压下使用包含约15重量％至约25重量％聚合溶液的壳溶液，同时维持约1
‑
3cm的纺嘴高度。在一个实施例中，聚合溶液为溶解于thf与dmac的共溶剂中的psf/pvp。制备具有多层结构的mtam
‑
dl
‑
al包含在壳
‑
流体同轴电纺工艺中，在大于10ml/h的流动速率及约8kv至约11kv的电压下使用包含约15重量％至约25重量％聚合溶液的壳溶液。在一个实施例中，聚合溶液为溶解于thf与dmac的共溶剂中的psf/pvp。
49.此等类型的mtam具有高表面积与体积的比，且可将基于吸光的应用作为目标，诸如内毒素移除、作为癌转移预防/诊断装置的ctc捕获。另外，亦可将此等系统施加于疾病的快速生物感测的应用中。
50.紧密排列在一起的mtam的纤维的数目及纤维组中的纤维的定向角度分别表示紧密排列及顺向的程度。较大纤维数意谓较大紧密排列密度，而较小定向角度展示电纺纤维顺向的程度。
51.在另一态样中，本揭露提供包覆上述任何微管数组膜(mtam)的口袋。用于生产生物可用的口袋的技术在此项技术中可为习知的。用于产生口袋的材料的实例包括但不限于聚砜、聚乳酸及大部分溶剂可溶聚合物。
52.如所主张的包覆mtma的口袋可适用于医疗应用、医药应用或生物应用。举例而言，口袋可用于药物筛选、内毒素移除、过滤、分离等。
53.不受理论束缚，毛状mtma多层(hairy mtma
‑
multilayer)可展现以下特征或益处：表面积较大、细胞藉由奈米形貌所引发促进附着的蛋白质而加强附着、紧密堆积密度较大等。
54.本文所揭示的实例及实施例应仅视为说明性及例示性，且不以任何方式限制本揭露的范畴。对于熟习此项技术者咸了解，可在不脱离本文中的本揭露的基本原理的情况下，对上述实施例的细节作出改变。希望本揭露的范畴由随附在此的权利要求书及其等效物界定。
55.实例
56.实例1毛状微管数组膜(mtma
‑
hairy)
57.在制造中空纤维组中用作芯溶液的材料为聚
‑
l
‑
乳酸(plla；mw＝140kda，日本)、聚
‑
乙二醇(peg；mw＝35000da，sigma
‑
aldrich)、聚
‑
环氧乙烷(peo；mw＝900,000da，sigma
‑
aldrich)，及二氯甲烷(dcm；mallinckrodt,usa)、n,n
‑
二甲基甲酰胺(dmf)的溶剂系购自sigma
‑
aldrich,inc.(st.louis,mo)。
58.外壳溶液为含在比率为9：1的二氯甲烷(dcm)与n,n
‑
二甲基甲酰胺(dmf)的溶剂混合物中的15％聚(乳酸)(plla)溶液。内芯溶液制备如下：首先，将plla溶解于dcm:dmf为8:2的比率的溶剂混合物中，以形成15重量％plla溶液；接着将1.3g聚环氧乙烷(peo)及1.3g聚乙二醇(peg)引入至plla溶液中。在完全溶解后，立即将20ml丙酮添加至混合物中且音波处理至少3小时。用于获得plla/plla
‑
peg
‑
peo壳芯纤维的电纺参数如下：在200μa的最大安培数下的7.2kv施加电压、5ml/h内部流动速率、6ml/h外部流动速率、100rpm的转筒收集器的收集速度。
59.图1展示在不同放大率下的由此获得的mtma
‑
h的sem影像。
60.实例2毛状微管数组膜(mtma
‑
hairy)
61.制造参数类似于实例1中所概述的所述制造参数。芯溶液的调配物由溶解于dcm:dmf比率为8:2的溶剂混合物中的5重量％plla组成。在完全溶解后，将功能为界面活性剂的1ml聚乙二醇(peg 40；m
w
：40kd)添加至混合物中且搅拌3小时。壳溶液由溶解于dcm:dmf的比率为8:2的共溶剂中的15重量％plla组成且溶解所述plla直至均质。
62.图2展示在不同放大率下的由此获得的mtma
‑
p的sem影像。高精细及超多孔海绵状结构在毛状mtam(mtam
‑
hairy)的内表面中明显可见。
63.实例3多层微管数组膜
64.修改用于产生电纺mtam的参数。在高流动速率条件(>10ml/h)下、在8kv
‑
11kv的电压下，壳溶液含有于thf/dmac溶剂混合物中的20重量％聚砜/聚乙烯吡咯啶酮(psf/pvp)。将收集器设定在50
‑
60rpm的旋转速度下。图3展示具有两个层的mtma(亦即mtma
‑
dl)的sem影像(图3(a)：横轴面视图；图3(b)俯视图)。图4展示具有交替排列的两个层的mtma(亦即mtma
‑
dl
‑
al)的sem影像(图4(a)：横轴面视图；图4(b)俯视图)。图5说明由相同或不同生产者在不同批次中制备的mtma
‑
dl
‑
al的再现性。
65.实例4具有毛状结构的多层微管数组膜
66.修改用于产生电纺mtam的参数以制备具有交替层状结构的mtam。在高流动速率条件(>10ml/h)下、在8kv
‑
11kv的电压下，壳溶液含有于thf/dmac溶剂混合物中的20重量％聚砜/聚乙烯吡咯啶酮(psf/pvp)。将收集器设定在50
‑
60rpm的旋转速度下。图6展示具有在微管的壁的表面上具有毛状结构的两个层的mtma(亦即mtma
‑
dl
‑
h)的sem影像。
67.实例5细胞存活率测试
68.在组织工程改造中，指示细胞黏着的一种关键因子为奈米形貌的现状，其有助于细胞实际黏着之后的初始蛋白质吸附。当在抗癌药物筛选应用中使用本揭露的mtma时，关键难题为确保在对照组与用所需抗癌药物投与的组之间存在显著差异。因此，至关重要的是初始致瘤性增加。此可藉由利用本技术案中所提供的mtam
‑
h或其他mtma来实现，因为其将提供对于癌细胞的黏着及增殖至关重要的奈米形貌。
69.在此实例中，利用肺癌细胞株a549作为模型。在rpmi 1640培养基中培养细胞24小时。接下来，将存在于10μl液滴中的1
×
104个细胞转移至无菌封口膜薄片上，且虹吸至本揭露的mtam(不具有表面奈米形貌)及mtam
‑
h的内腔中。折迭末端以密封此等mtam的内腔且在5％二氧化碳的大气条件下在37℃下在rpmi 1640培养基中培养。在第1天、第4天及第7天，获得样品且进行mtt分析以测定细胞存活率。结果展示于图7中。
70.统计分析揭示在不具有表面奈米形貌的mtam中培养的a549细胞与在本揭露的mtam
‑
h中培养的a549细胞之间的细胞存活率存在显著差异(p<0.005)；很大程度上表明存在于mtam
‑
h的奈米形貌在增加a549细胞的总体细胞存活率方面起关键作用。
71.实例6内毒素移除测试
72.在此实例中，mtam
‑
h用于内毒素移除的应用。已进行用于评估本揭露的mtam
‑
h及不具有奈米形貌的mtam的吸附能力的实验。
73.程序涉及mtam及mtam
‑
h两者的plla
‑
mtam表面的乙酸电浆处理。此处理显著地降低指示亲水性提高的水接触角。另外，乙酸电浆处理使得更多羟基不再存在于plla
‑
mtam的表面上，从而使得多黏菌素b(经由uv射线)更固定，所述多黏菌素b为通常用于内毒素移除的可商购产物(诸如toraymyxin)中的抗生素。接着将两种类型的mtam转移至含有浓度为
100eu/ml的内毒素的两种不同溶液中。60分钟后，为评估内毒素水平而独立获得及测试周围溶液。
74.结果指示当与不具有表面奈米形貌的mtam相比时，mtam
‑
h暂存约13％的显著更高的吸附能力(参见图8)。另外，统计分析揭示此差异为显著的。不受理论束缚，由于表面积增加，奈米形貌/奈米结构(诸如发状结构)显著增加总体可获得的表面积，从而其允许更多的位点吸附多黏菌素b。此结果转化为更大的对内毒素水平的吸附能力。
75.提供另一实例以说明在内毒素移除的应用中使用mtam
‑
al。已进行用于评估本揭露的mtam
‑
h及toraymyxin
tm
(一种用于内毒素移除的习知产品)的吸附能力的实验。
76.结果指示当与toraymyxin
tm
相比时，mtam
‑
al暂存相当的且甚至显著更高的吸附能力。另外，统计分析揭示此差异为显著的。不受理论束缚，所主张的mtam
‑
al具有比单层mtam更大的表面积(例如在一个实例中增大1.3倍)，所述更大的表面积允许更多的位点吸附多黏菌素b。所主张的mtam
‑
al的独特结构亦使得其吸附能力高于可由习知材料toraymyxin
tm
提供的吸附能力(参见图9)。