(57)【要約】  生物学的吸着物質（例えば、タンパク質吸着）材料は、生物学的吸着物質特性を調節することが可能な大表面積のトポグラフィーを有する構造体にポリマー基材を成形することによって調製される。最適化された大表面積のトポグラフィーのこれらの構造による生物学的物質の吸着性は、例えば、酸素プラズマによる表面の穏和な処理によって、トポグラフィーを大きく変化させることなく高められる。構造体は、１００ｎｍ〜５０μｍの直径及び１μｍよりも大きい高さを有する、例えば、柱状要素のような微小構造を含む適合された幾何的形成要素を有しうる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ）約１００ナノメートル〜約５０マイクロメートルの範囲の寸法を有する副構造を有するほぼ固定されたトポグラフィーであって、平坦な表面と比較して増大した表面積を付与する成形表面との接触により形成されたトポグラフィーと、
ｉｉ）プラズマ処理表面と、を含む、ポリマー含有基材を有する生物学的吸着物質構造体。
【請求項２】
前記プラズマ処理表面が６０°以下の水接触角を有する、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記ポリマーが、平坦な非処理のフィルム又は副構造を有する非処理のフィルムの形態で試験した場合に６０°以上の水接触角を与える、請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
前記ポリマーが、ポリ（ジメチル）シロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、及びポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）から選択される、請求項３に記載の構造体。
【請求項５】
前記ポリマーが熱硬化性ポリマーである、請求項１に記載の構造体。
【請求項６】
前記ポリマーがポリ（ジメチル）シロキサンから選択される、請求項５に記載の構造体。
【請求項７】
前記トポグラフィーが注型成形されたトポグラフィーである、請求項１に記載の構造体。
【請求項８】
前記注型成形されたトポグラフィーが、フォトリソグラフィー及びポリカーボネート膜の少なくとも一方を使用して調製された成形型を使用して得られる、請求項７に記載の構造体。
【請求項９】
前記ポリマーが熱可塑性ポリマーである、請求項１に記載の構造体。
【請求項１０】
前記ポリマーが、ポリ（プロピレン）及びポリ（ラクチド−コ−グリコリド）から選択される、請求項９に記載の構造体。
【請求項１１】
前記トポグラフィーがインプリンティング又はホットエンボス加工により形成され、前記接触が形成される、請求項１に記載の構造体。
【請求項１２】
前記インプリンティングされたトポグラフィーが、フォトリソグラフィー及びポリカーボネート膜の少なくとも一方を使用して調製された成形型を使用して得られる、請求項１１に記載の構造体。
【請求項１３】
前記プラズマ処理表面が、酸素プラズマ処理された表面である、請求項１に記載の構造体。
【請求項１４】
前記プラズマ処理表面が、５０〜１５０ワットで１５〜４５秒間、処理された、表面である、請求項１３に記載の構造体。
【請求項１５】
前記プラズマ処理表面が、７５〜１２５ワットで２５〜３５秒間、処理された、表面である、請求項１３に記載の構造体。
【請求項１６】
前記表面が、前記トポグラフィーを大きく変化させることなく６０°以下の水接触角を与えるのに充分な程度まで濡れ性を高めるのに充分な条件下でプラズマ処理される、請求項１３に記載の構造体。
【請求項１７】
前記トポグラフィーが、１００ナノメートル〜５０マイクロメートルの範囲の平均の断面幅、１〜５０マイクロメートルの範囲の平均の高さ、及び０．１〜５０の範囲のアスペクト比を有する柱状副構造を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項１８】
前記トポグラフィーが、１〜１０マイクロメートルの範囲の平均の断面幅、３〜２０マイクロメートルの範囲の平均の高さ、及び１〜２０の範囲のアスペクト比を有する柱状副構造を含む、請求項１７に記載の構造体。
【請求項１９】
平坦な表面に対する増大した表面積の比が、少なくとも１．０１である、請求項１に記載の構造体。
【請求項２０】
平坦な表面に対する増大した表面積の比が、少なくとも１．１である、請求項１９に記載の構造体。
【請求項２１】
前記柱状副構造が、１００ナノメートル〜１００マイクロメートルの平均の構造間間隔で離間している、請求項２０に記載の構造体。
【請求項２２】
前記柱状副構造が、１〜５０マイクロメートルの平均の構造間間隔で離間している、請求項２１に記載の構造体。
【請求項２３】
前記柱状副構造が、約１×１０５〜約６×１０８突起／ｃｍ２の突起密度を有する、請求項１に記載の構造体。
【請求項２４】
前記柱状副構造が、約１×１０７〜約５×１０７突起／ｃｍ２の突起密度を有する、請求項２３に記載の構造体。
【請求項２５】
表面が生物学的検体を吸着可能である、請求項１の構造体を含む診断用試験装置。
【請求項２６】
生物学的吸着物質構造体を調製するための方法であって、
ａ）ポリマー塊を成形表面と接触させて平坦な表面と比較して増大した表面積を付与し、ほぼ固定されたトポグラフィーの表面を与えることと、
ｂ）前記ほぼ固定されたトポグラフィーの表面をプラズマ処理することによって、前記トポグラフィーを大きく変化させることなく水接触角によって測定される濡れ性を高めることと、を含む、方法。
【請求項２７】
前記ポリマーが、平坦な非処理のフィルム又は副構造を有する非処理のフィルムの形態で試験した場合に６０°以上の水接触角を与える、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ポリマーが、ポリ（ジメチル）シロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、及びポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）から選択される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記接触させることが、注型成形によって行われる、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記注型成形が、フォトリソグラフィー及びポリカーボネート膜の少なくとも一方を使用して調製された成形型を使用する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記接触させることが、インプリンティング又はホットエンボス加工により形成される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記インプリンティングが、フォトリソグラフィー及びポリカーボネート膜の少なくとも一方を使用して調製された成形型を使用する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記プラズマ処理表面が酸素プラズマで処理される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３４】
前記プラズマ処理表面が、５０〜１５０ワットで１５〜４５秒間、処理される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記プラズマ処理表面が、７５〜１２５ワットで２５〜３５秒間、処理される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記プラズマ処理表面が、前記トポグラフィーを大きく変化させることなく６０°以下の水接触角を与えるのに充分な程度まで濡れ性を高めるのに充分な条件下で処理される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記トポグラフィーが、１００ナノメートル〜５０マイクロメートルの範囲の平均の断面幅、１〜５０マイクロメートルの範囲の平均の高さ、及び０．１〜５０の範囲のアスペクト比を有する柱状副構造を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３８】
前記トポグラフィーが、１〜１０マイクロメートルの範囲の平均の断面幅、３〜２０マイクロメートルの範囲の平均の高さ、及び１〜２０の範囲のアスペクト比を有する柱状副構造を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
平坦な表面に対する増大した表面積の比が、少なくとも１．０１である、請求項２６に記載の方法。
【請求項４０】
平坦な表面に対する増大した表面積の比が、少なくとも１．１である、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記柱状副構造が、１００ナノメートル〜１００マイクロメートルの平均の構造間間隔で離間している、請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】
前記柱状副構造が、１〜５０マイクロメートルの平均の構造間間隔で離間している、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記柱状副構造が、約１×１０５〜約６×１０８突起／ｃｍ２の突起密度を有する、請求項３７に記載の方法。
【請求項４４】
前記柱状副構造が、約１×１０７〜約５×１０７突起／ｃｍ２の突起密度を有する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
別の状況では生物学的物質の取り込みが表面積の関数とはならない、ほぼ固定されたトポグラフィーかつ大表面積のポリマー構造体の生物学的物質の取り込み量を調節するための方法であって、
プラズマ処理により前記構造体を表面処理して、前記トポグラフィーを大きく変化させることなく濡れ性を高めることを含む、方法。
【請求項４６】
前記濡れ性の増大が、非処理の表面と比較した処理表面の水接触角の低下を測定することにより求められる、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記生物学的物質が、糖類、脂質、タンパク質、核酸、及びポリヌクレオチドの少なくとも１つから選択される、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記プラズマ処理が酸素プラズマ処理である、請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記プラズマ処理表面が、前記トポグラフィーを大きく変化させることなく６０°以下の水接触角を与えるのに充分な程度まで濡れ性を高めるのに充分な条件下で処理される、請求項４５に記載の方法。
【請求項５０】
前記プラズマ処理表面が、前記トポグラフィーを大きく変化させることなく６０°以下の水接触角を与えるのに充分な程度まで濡れ性を高めるのに充分な条件下で処理される、請求項４８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、タンパク質などの生体物質の吸着性を最適化する形状及び機械的特性を有するポリマーベースの構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、タンパク質などの生体物質の吸着性が高められたポリマーベースの構造体がかねてより求められている。こうした構造体は、例えば、医学的診断などの医療用途など、様々な用途における使用に適当でありうる。特異的で微調整された生物学的物質の吸収性を表面が有するような構造体が提供されることが特に望ましい。
【０００３】
米国特許第５，２４６，４５１号は、ポリエチレンテレフタレートなどの血管グラフト材料にフルオロポリマー（ＰＴＦＥ）をプラズマコーティングし、これを、例えば、酸素のような非重合性ガス雰囲気中でプラズマで処理することによりフルオロポリマーに対する生物学的物質の結合性を高めることにより作製される血管プロテーゼを開示している。この開示の製品は、タンパク質の結合性を高めるためにプラズマ処理に頼ったものであり、トポグラフィーの改変性を欠いている。
【０００４】
米国特許第７，１９５，８７２号は、大表面積の基材に、内部の液体及び成分にアクセスを与える構造的微小要素を与えることについて教示している。基材は、型成型、エンボス加工、フォトレジスト技術により作製することが可能であり、例えば、アルゴン、酸素、ヘリウム、塩素、ＳＦ６、ＣＦ４、及びＣ４Ｆ８ガスによるエッチング処理を行ってもよい。表面は、例えば、ガス中でのプラズマ処理などの化学的処理又は放射線処理によって改質することができる。この参照文献では、タンパク質を結合させるためにトポグラフィーのみを、あるいはまた、表面をエッチングするための更なる酸素プラズマ処理及び表面にアミン基をグラフトするためのアンモニアプラズマ処理に重点を置いている。
【０００５】
Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ８６（２００９）１４２４〜１４２７では、ポリ（メチルメタクリレート）ポリマー（ＰＭＭＡ）の基材を酸素プラズマ処理により処理することによって粗面化、又はナノテクスチャリングを誘導することについて教示している。このプラズマ処理及びエイジング条件により、トポグラフィーの高さ及び基材の表面の化学的性質が制御される。タンパク質の吸着性は、時間の経過とともに表面が疎水性を回復する、すなわち親水性を失う際に２〜４倍高くなるとの教示がある。
【０００６】
Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ８６（２００９）１３２１〜１３２４は、疎水性有機メチル基を除去し、基材表面上に柱状ナノ粗面、すなわちプラズマ誘導トポグラフィーを形成するプラズマ誘導ＳＦ６処理によるポリ（ジメチルシロキサン）ポリマー（ＰＤＭＳ）の基材の処理を示している。酸素プラズマ処理及び誘導された疎水性の回復後にタンパク質の吸着性の増大が認められる。
【０００７】
したがって、従来技術では、タンパク質の結合性又は吸着性を高めるためプラズマ単独、又はトポグラフィー単独による基材の処理について述べている。これら２つの組み合わせについて考察した従来技術は、タンパク質の結合性又は吸着性を高めるために表面の疎水化又は表面のエッチング若しくはグラフティングを行う点で限定的である。更に、従来技術では、タンパク質の吸着量を調節するための方法については検討されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、生物学的物質の表面吸着性に関連づけられるか又は比例する表面積の増大したトポグラフィーを与えるように基材の特性を調節することにより、例えば、タンパク質などの生物学的物質の制御可能な吸着性を有する、ほぼトポグラフィーが固定された、濡れ性を有するポリマーベースの構造体が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、例えば、医療診断などの医療用途を含む様々な用途において使用される、特異的で微調整された生物学的物質の吸着性を有する構造体に関する。これらの構造体は、表面積の増大した（平坦又はほぼ平面状の表面と比較して）所望のトポグラフィーを基材に付与し、増大した構造体の表面積を大幅に減少させることなく濡れ性を高めるために増大した表面積を処理することによって、基材から調製することが可能である。この処理は、基質の表面積のほぼ全体を生体物質にアクセス可能とすることにより、生体物質の吸収性を最適化することが可能である。このような処理は、例えば、基材の表面積を大幅に減少させることなく、増大した濡れ性を付与するような条件下でのプラズマ処理でありうる。
【００１０】
したがって、本発明は、所望の量の生物学的物質の吸収性を実現するためにトポグラフィー及び濡れ性の両方を利用するものである。表面トポグラフィー又は構造を利用して生物学的物質の吸着に利用可能な表面積を増大させることができる。あらゆる表面トポグラフィーを用いることが可能であり、高アスペクト比の構造、緊密な間隔で配された構造、及び／又は階層構造を用いることでより大きな表面積を実現される。しかしながら、こうした表面は、構造への生物学的物質のアクセスを与えるため、濡れ性を有することが望ましい。したがって、トポグラフィー及び濡れ性はともに、所望の高い生物学的物質又はタンパク質の吸着性を与えるものである。トポグラフィーを導入するためのプロセスとしては、注型成形、及び例えば、ナノインプリンティング又はホットエンボス加工などのインプリンティングが挙げられる。表面濡れ性を向上させるプロセスとしては、プラズマ処理が挙げられる。本発明により、望ましいトポグラフィーの適当な構造体上への生物学的物質の吸着性を、例えば、柱状体のような副構造の表面を含む構造体の表面に表面濡れ性付与技術を適用することにより制御することが可能である。例えば、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリ（ジメチル）シロキサン（ＰＤＭＳ）、及びポリプロピレン（ＰＰ）などの生体吸収性かつ生体耐久性のポリマーがそれぞれ、本発明における使用に特に適している。
【００１１】
本発明は、濡れ性及び生物学的物質の吸着性を高めるための更なる処理を行うことが可能な、構造に固定又は一体化された大表面積の副構造を含むポリマー含有基材に関する。本発明の目的においては、副構造として、約１００ナノメートル〜約５０マイクロメートルの範囲の少なくとも１つの寸法を有する副構造として定義されるナノ構造又はマイクロ構造が含まれうる。
【００１２】
本発明は、より大きな表面積を付与するために、例えば、型成型又は注型成形、インプリンティング例えばナノインプリンティング、又はホットエンボス加工など、成形又は非平滑化された鋳型との接触により形成された特定のトポグラフィーのポリマー基材を与える点において従来の技術とは異なっている。得られた基材の親水性は、穏和なプラズマ処理により、最初のトポグラフィー及び副構造の損失を最小に抑えて（例えば、５０００倍以下の倍率では検出不能な程度）高められる。したがって、本発明は、所望の形状を大きく変化させることなく親水性が高められた、特異的で最適な形状に成形されたポリマー基材を提供するものである。
【００１３】
本発明の材料は、診断検査、並びに吻合装置、グラフト、血管プロテーゼ装置、軟組織インプラントなどの他の医療用途を含む、生物学的物質の吸着性、例えば、タンパク質の吸着性に頼った様々な用途において有用である。
【００１４】
一態様では、本発明は、ｉ）約１００ナノメートル〜約５０マイクロメートルの範囲の寸法を有する副構造を有するほぼ固定されたトポグラフィーであって、平坦な表面と比較して増大した表面積を付与する成形表面との接触により形成されたトポグラフィーと、ｉｉ）プラズマ処理表面と、を含む、ポリマー含有基材を有する生物学的吸着物質構造体に関する。本発明は更に、その表面が生物学的検体を吸着することが可能な前記生物学的吸着物質構造体を有する診断用試験装置に関する。
【００１５】
別の態様では、本発明は、生物学的吸着物質構造体を調製するための方法であって、ａ）ポリマー塊を成形表面と接触させて平坦な表面と比較して増大した表面積を付与し、ほぼ固定されたトポグラフィーの表面を与えることと、ｂ）前記ほぼ固定されたトポグラフィーの表面をプラズマ処理することによって該トポグラフィーを大きく変化させることなく水接触角によって測定される親水性を高めることと、を含む、方法に関する。
【００１６】
更なる別の態様では、本発明は、別の状況では生物学的物質の取り込みが表面積の関数とはならない、ほぼ固定されたトポグラフィーかつ大表面積のポリマー構造体の生物学的物質の取り込み量を調節するための方法であって、プラズマ処理により前記構造体を表面処理してトポグラフィーを大きく変化させることなく濡れ性を高めることを含む、方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】成形型としてのポリカーボネート膜及びインプリンティングプロセスを用いて作製された直径約１マイクロメートル、高さ２０マイクロメートルの柱状要素を有するポリプロピレン（ＰＰ）構造体の走査電子顕微鏡像である。
【図２】増大した表面積（平板なフィルムに対して標準化した）を有する固定されたトポグラフィーの基材によるタンパク質アルブミンのタンパク質取り込みを示したグラフである。各基材は、成形型としてのポリカーボネート膜及びインプリンティングプロセスを用いて作製された直径約１マイクロメートル、高さ２０マイクロメートルの柱状要素を有するポリプロピレン構造体である。１つの基材（プラズマ処理した柱状要素）は、柱状要素を有するプラズマ処理されたポリプロピレン（ＰＰ）フィルムであり、非処理の平坦な基材、非処理の柱状要素、又はプラズマ処理した平坦な基材と比較して著しく高いタンパク質の取り込み性が与えられている。タンパク質の取り込みは、平坦なフィルムの表面積に対して標準化されている。
【図３】増大した表面積（平板なフィルムに対して標準化した）を有する固定されたトポグラフィーの基材によるタンパク質フィブリノーゲンのタンパク質取り込みを示したグラフである。各基材は、成形型としてのポリカーボネート膜及びインプリンティングプロセスを用いて作製された直径約１マイクロメートル、高さ２０マイクロメートルの柱状要素を有するポリプロピレン構造体である。１つの基材（プラズマ処理した柱状要素）は、柱状要素を有するプラズマ処理されたポリプロピレン（ＰＰ）フィルムであり、非処理の平坦な基材、非処理の柱状要素、又はプラズマ処理した平坦な基材と比較して著しく高いタンパク質の取り込み性が与えられている。タンパク質の取り込みは、平坦なフィルムの表面積に対して標準化されている。
【図４】増大した表面積（平板なフィルムに対して標準化した）を有する固定されたトポグラフィーの基材によるタンパク質リゾチームのタンパク質取り込みを示したグラフである。各基材は、成形型としてのポリカーボネート膜及びインプリンティングプロセスを用いて作製された直径約１マイクロメートル、高さ２０マイクロメートルの柱状要素を有するポリプロピレン構造体である。１つの基材（プラズマ処理した柱状要素）は、柱状要素を有するプラズマ処理されたポリプロピレン（ＰＰ）フィルムであり、非処理の平坦な基材、非処理の柱状要素、又はプラズマ処理した平坦な基材と比較して著しく高いタンパク質の取り込み性が与えられている。タンパク質の取り込みは、平坦なフィルムの表面積に対して標準化されている。
【図５】１マイクロメートルの間隔で離間した、直径３マイクロメートル、高さ３マイクロメートルの柱状要素を有する、生体耐久性のポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）の注型成形によって作製された構造体の走査電子顕微鏡像である。
【図６】１マイクロメートルの間隔で離間した、直径３マイクロメートル、高さ６マイクロメートルの柱状要素を有する生体耐久性のポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）の注型成形によって作製された構造体の走査電子顕微鏡像である。
【図７】１マイクロメートルの間隔で離間した、直径３マイクロメートル、高さ９マイクロメートルの柱状要素を有する、生体耐久性のポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）の注型成形によって作製された構造体の走査電子顕微鏡像である。
【図８】１マイクロメートルの間隔で離間した、直径３マイクロメートル、高さ１２マイクロメートルの柱状要素を有する、生体耐久性のポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）の注型成形によって作製された構造体の走査電子顕微鏡像である。
【図９】増大した表面積（平板なフィルムに対して標準化した）を有する固定されたトポグラフィーの基材によるアルブミン、フィブリノーゲン及びリゾチームの３種類のタンパク質のタンパク質取り込みの直線性を示したグラフである。各基材は、プラズマ処理したポリ（ジメチルシロキサン）ポリマー（ＰＤＭＳ）である。
【図１０】増大した表面積（平板なフィルムに対して標準化した）を有する固定されたトポグラフィーの非処理の基材によるアルブミン、フィブリノーゲン及びリゾチームの３種類のタンパク質のタンパク質取り込みの直線性の欠如を示したグラフである。各基材はプラズマ処理されておらず、限定的な表面濡れ性を示している。
【図１１】５０マイクロメートルの間隔で離間した、直径１０マイクロメートル、高さ１０マイクロメートルの柱状要素を有する、生体吸収性のポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）のインプリンティングによって作製された構造体の走査電子顕微鏡像である。
【図１２】２０マイクロメートルの間隔で離間した、直径１０マイクロメートル、高さ１０マイクロメートルの柱状要素を有する、生体吸収性のポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）のインプリンティングによって作製された構造体の走査電子顕微鏡像である。
【図１３】１０マイクロメートルの間隔で離間した、直径１０マイクロメートル、高さ１０マイクロメートルの柱状要素を有する、生体吸収性のポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）のインプリンティングによって作製された構造体の走査電子顕微鏡像である。
【図１４】６マイクロメートルの間隔で離間した、直径１０マイクロメートル、高さ１０マイクロメートルの柱状要素を有する、生体吸収性のポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）のインプリンティングによって作製された構造体の走査電子顕微鏡像である。
【図１５】増大した表面積（平板なフィルムに対して標準化した）を有する固定されたトポグラフィーの基材によるアルブミン、フィブリノーゲン及びリゾチームの３種類のタンパク質のタンパク質取り込みの直線性を示したグラフである。各基材は、プラズマ処理したポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）である。
【図１６】増大した表面積（平板なフィルムに対して標準化した）を有し、固定されたトポグラフィーを有する非処理のポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）の基材による、アルブミン、フィブリノーゲン及びリゾチームの３種類のタンパク質のタンパク質取り込みの直線性の欠如を示したグラフである。各基材はプラズマ処理されておらず、限定的な表面濡れ性を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、生物学的物質（又は生物学的物質）の吸着性を調節するように適合された基材に関する。本発明の目的において、基材とは、三次元的特性を示す構造体である（ほぼ平坦な構造体に対して）。例えば、構造体には、成形された中実体、及び、例えば、注型成形、インプリンティング（ナノインプリンティングを含む）により、対応する改質されていない平坦なフィルムの少なくとも１．０１倍、例えば、少なくとも１．１倍、少なくとも約２倍、又は更には少なくとも約２０倍だけ表面積を増大させるように改質された表面を有するフィルムが含まれうる。
【００１９】
本発明の目的において、生物学的物質には、糖類、タンパク質、脂質、核酸、ポリヌクレオチド、又はこれらの物質の複合的組み合わせ、並びに細胞及び組織などの生体物質が含まれる。生物学的物質は、ヒト、動物、又は微生物などの様々な天然供給源から単離することができ、バイオテクノロジーの手法及び他の技術によって調製することもできる。場合により、生物学的物質は、非生物学的な化学的方法を用いて調製することもできる。生物学的物質には、ワクチン、血液及び血液成分、アレルゲン性物質、体細胞、遺伝子治療、組織、並びに生物学的プロセス（化学とは区別される）によって作出された組換え治療タンパク質が含まれる。
【００２０】
ポリマーから調製されるか又はポリマーを含む生物学的物質、例えば、タンパク質吸収性材料を、大表面積のトポグラフィーを有する構造体に形成することができる。構造体は、露出した平坦な表面からなる基材よりも大きな表面積を与える、直径０．１〜５０マイクロメートル（１００〜５００００ｎｍ）で高さが１マイクロメートルよりも大きい（＞１０００ｎｍ）、例えば、柱状要素などの副構造を含む適合された幾何的形成要素を有しうる。基材のタンパク質吸収性は、表面積のみに依存するわけではない。基材の増大した表面積を効果的に利用するためには、表面を穏和に処理することにより、副構造の表面を大きく変化させることなく濡れ性を高めることによって副構造を有する基材表面による吸着性を最適化することができることが現在では見出されている。したがって、所望の大表面積トポグラフィーのポリマー構造体は、例えば、酸素プラズマによる表面の穏和な処理により、こうした処理が表面のトポグラフィーを大きく変化させることなく行われるものとして、向上した生物学的物質の吸収性を示すことになる。
【００２１】
適当な副構造には、１００ナノメートル〜５０マイクロメートルの範囲の平均直径、１マイクロメートルよりも大きい平均の高さ、及び０．１〜５０のアスペクト比（高さ／直径）を有する突起が含まれうる。この突起は、通常、１〜１０マイクロメートルの範囲の平均直径、３マイクロメートルよりも大きい平均の高さ、及び１〜２０のアスペクト比（高さ／直径）を有する。
【００２２】
本発明の構造体は、熱可塑性ポリマー及び熱硬化性ポリマーの少なくとも一方から選択される樹脂から一体成形することができる。一体成形する、とは、その構造体がその副構造（例えば、突起）を含む１個の部品として成形型から形成されることを意味する。本発明の目的においては、熱可塑性ポリマーは、加熱されると軟化し、冷却されると再び硬化する。熱硬化性ポリマーのポリマー鎖は、化学添加剤、紫外線照射、電子線、及び／又は熱によってその架橋が引き起こされる。
【００２３】
一実施形態において、ポリマーは生分解性ポリマーである。本発明の目的において、生分解性ポリマーとは、例えば、細菌、酵素、又は水などの生物学的因子の作用によって分解されうるポリマーである。
【００２４】
別の実施形態では、ポリマーは非生分解性ポリマーである。本発明の目的において、非生分解性ポリマーとは、例えば、細菌、酵素、又は水などの生物学的因子の作用によって分解不可能なポリマーである。
【００２５】
本発明の目的において、表面の濡れ性は、液適法を使用して行われる静的水接触角の測定値に基づいて決定することができる。本発明においては、６０°未満の水接触角は濡れ性とみなされ、６０°以上の水接触角は非濡れ性とみなされる。
【００２６】
先に述べたように、本発明の一態様は、ｉ）約１００ナノメートル〜約５０マイクロメートルの範囲の寸法を有する副構造を有するほぼ固定されたトポグラフィーであって、平坦な表面と比較して増大した表面積を付与する成形表面との接触により形成されたトポグラフィーと、ｉｉ）プラズマ処理表面と、を含むポリマー含有基材を有する生物学的吸着物質構造体に関するものである。
【００２７】
この態様の一実施形態では、構造体のプラズマ処理された表面は、６０°以下の水接触角を有する。
【００２８】
この態様の別の実施形態では、ポリマーは、平坦な非プラズマ処理フィルムの形態で、又は副構造を有する非プラズマ処理フィルムの形態で試験した場合に６０°以上の水接触角を与える。このポリマーは、ポリ（ジメチル）シロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、及びポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）から選択することができる。
【００２９】
この態様の更に別の実施形態では、ポリマーは熱硬化性ポリマーである。このポリマーは、ポリ（ジメチル）シロキサン（ＰＤＭＳ）から選択され得る。
【００３０】
この態様の更にいっそう別の実施形態では、構造体のトポグラフィーは注型成形されたトポグラフィーであり、すなわち前記接触は注型成形により行われる。注型成形では、フォトリソグラフィー及びポリカーボネート膜の少なくとも一方により調製された成形型を使用することができる。
【００３１】
この態様の更にいっそう別の実施形態では、ポリマーは熱可塑性ポリマーである。一般的に、ポリマーは、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）及びポリプロピレン（ＰＰ）の少なくとも一方から選択される。
【００３２】
本発明のこの態様の更にいっそう別の実施形態は、前記接触がインプリンティング（例えば、ナノインプリンティング）又はホットエンボス加工により行われる請求項１の構造体である。インプリンティング又はホットエンボス加工は、基本的には、ポリマーの温度をそのガラス転移温度のすぐ上にまで上げることにより軟化させたポリマー中に所定のパターンを型成形又はスタンピングすることである。ポリマーにパターンを形成するために使用される成形型又はスタンプは、フォトリソグラフィー、電子線リソグラフィー、及びポリカーボネート膜などの様々な方法で作製することができる。
【００３３】
この態様の別の実施形態では、プラズマ処理表面は酸素プラズマにより処理される。通常、プラズマ処理表面は、５０〜１５０ワットで１５〜４５秒間、例えば７５〜１２５ワットで２５〜３５秒間処理される。
【００３４】
本発明のこの態様の更に別の実施形態では、プラズマ処理表面は、トポグラフィーを大きく変化させることなく６０°以下の水接触角を与えるのに充分な程度まで濡れ性を高めるのに充分な条件下で処理される。
【００３５】
この態様の更にいっそう別の実施形態では、トポグラフィーは、１００ナノメートル〜５０マイクロメートルの範囲の平均の断面幅、１〜５０マイクロメートルの範囲の平均の高さ、及び０．１〜５０の範囲のアスペクト比を有する、例えば、１〜１０マイクロメートルの範囲の平均の断面幅、３〜２０マイクロメートルの範囲の平均の高さ、及び１〜２０の範囲のアスペクト比を有する柱状副構造を含む。
【００３６】
この態様のいっそう更なる別の実施形態では、平坦な表面に対する増大した表面積の比は、少なくとも１．０１、例えば、少なくとも１．１、例えば少なくとも２、少なくとも５、又は更には少なくとも２０である。
【００３７】
本発明のこの態様の別の実施形態では、柱状副構造は、１００ナノメートルから１００マイクロメートルの平均の構造間間隔、例えば、１〜５０マイクロメートルの平均の構造間間隔で離間している。また、高密度に充填された構造体では、「突起密度」を、接着構造表面１平方センチメートル当たりに存在する突起又は柱状要素の数として述べることもできる。柱状副構造は、１×１０５〜６×１０８突起／ｃｍ２、例えば、約１×１０７〜約５×１０７突起／ｃｍ２の突起密度を有する。
【００３８】
先に述べたように、本発明の一態様は、表面が生物学的検体を吸着可能である、請求項１の構造体を含む診断用試験装置に関するものである。適当な用途としては、血液、血清、胆汁、尿、唾液、及び脳脊髄液などの体液アッセイを含む検体の濃度の検出が挙げられる。
【００３９】
上記に述べたように、別の態様において、本発明は、生物学的物質の吸着構造体を調製するための方法であって、ａ）ポリマー塊を成形表面と接触させて平坦な表面と比較して増大した表面積を付与し、ほぼ固定されたトポグラフィーの表面を与えることと、ｂ）前記ほぼ固定されたトポグラフィーの表面をプラズマ処理することによって該トポグラフィーを大きく変化させることなく水接触角によって測定される濡れ性を高めることと、を含む方法に関する。
【００４０】
本発明のこの態様の別の実施形態では、ポリマーは、平坦な非プラズマ処理フィルムの形態で、又は副構造を有する非プラズマ処理フィルムの形態で試験した場合に６０°以上の水接触角を与える。このポリマーは、ポリ（ジメチル）シロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、及びポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）から選択することができる。
【００４１】
本発明のこの態様の更なる別の実施形態では、接触させることは、注型成形により行われる。注型成形では、フォトリソグラフィー及びポリカーボネート膜の少なくとも一方により調製された成形型を使用することができる。
【００４２】
本発明のこの態様のいっそう更なる別の実施形態では、プラズマ処理表面は酸素プラズマにより処理される。プラズマ処理表面は、５０〜１５０ワットで１５〜４５秒間、例えば、７５〜１２５ワットで２５〜３５秒間処理される。
【００４３】
本発明のこの態様の別の実施形態では、プラズマ処理表面は、トポグラフィーを大きく変化させることなく６０°以下の水接触角を与えるのに充分な程度まで濡れ性を高めるのに充分な条件下で処理される。
【００４４】
この態様の更に別の実施形態では、トポグラフィーは、１００ナノメートル〜５０マイクロメートルの範囲の平均の断面幅、１〜５０マイクロメートルの範囲の平均の高さ、及び０．１〜５０の範囲のアスペクト比を有する、例えば、１〜１０マイクロメートルの範囲の平均の断面幅、３〜２０マイクロメートルの範囲の平均の高さ、及び１〜２０の範囲のアスペクト比を有する柱状副構造を含む。
【００４５】
本発明のこの態様の更なる別の実施形態では、平坦な表面に対する増大した表面積の比は、少なくとも１．０１、例えば、少なくとも１．１、例えば、少なくとも２、少なくとも５、又は更には少なくとも２０である。
【００４６】
本発明のこの態様のいっそう更なる別の実施形態では、柱状副構造は、１００ナノメートルから１００マイクロメートルの平均の構造間間隔、例えば１〜５０マイクロメートルの平均の構造間間隔で離間している。また、高密度に充填された構造体では、「突起密度」を、接着構造表面１平方センチメートル当たりに存在する突起又は柱状要素の数として述べることもできる。柱状副構造は、１×１０５〜６×１０８突起／ｃｍ２、例えば約１×１０７〜約５×１０７突起／ｃｍ２の突起密度を有する。
【００４７】
更なる別の態様では、本発明は、別の状況では生物学的物質の取り込みが表面積の関数とはならない、ほぼ固定されたトポグラフィーかつ大表面積のポリマー構造体の生物学的物質の取り込み量を調節するための方法であって、プラズマ処理により前記構造体を表面処理してトポグラフィーを大きく変化させることなく濡れ性を高めることを含む、方法に関する。
【００４８】
本発明のこの態様の一実施形態では、濡れ性の増大は、非処理の表面と比較した処理表面の水接触角の低下を測定することにより求められる。
【００４９】
本発明のこの態様の別の実施形態では、生物学的物質は、糖類、脂質、タンパク質、核酸、及びポリヌクレオチドから選択され、例えば、タンパク質である。
【００５０】
本発明のこの態様の更なる別の実施形態では、プラズマ処理は酸素プラズマ処理である。
【００５１】
本発明の異なる実施形態を非限定的な例として示した図面を参照しながら、以下の説明文において本発明を更に説明する。
【実施例】
【００５２】
（実施例１）
この実施例では、高いアスペクト比の高密度に充填された構造体をプラズマ処理することで濡れ性を有する表面積を大幅に増大させ、ひいてはタンパク質の取り込み量を増大させることができることを示す。直径１マイクロメートル、高さ２０マイクロメートルのポリプロピレン柱状要素を、成形型としてのポリカーボネート膜及びナノインプリンティングプロセスを用いて以下のように作製した。すなわち、直径１マイクロメートルの孔を有し、円の直径２．５ｃｍ、厚さ２０マイクロメートルの市販のトラックエッチポリカーボネート膜を、米国、マサチューセッツ州ビレリカ所在のミリポア社（Millipore Corporation）より入手した。この膜を、米国、ニュージャージー州ニューブランズウィック所在のエチコン社（Ethicon, Inc.）より入手した厚さ３００マイクロメートルの耐溶媒性ポリプロピレンポリマー膜にインプリントするための鋳型として用いた。このポリプロピレン膜を、ポリカーボネート膜の鋳型中に高温、高圧下（１８０℃、６００ｋＰａ（６ｂａｒ））で２０分間押圧してポリプロピレン膜を溶融させた。ポリプロピレンポリマー及び膜を１７５℃まで冷却してから圧力を除き、その後、膜をジクロロメタン中で溶解することによってポリマー構造体を型から外して離型した。
【００５３】
基材又はコア材料として任意の熱成形可能な材料をポリプロピレンに代用することができる。製品の柱状突起の鋳型として機能する、多孔質の溶媒により溶解可能なポリカーボネート材料は、溶媒で溶解可能な別の多孔質ポリマー材料で代用することができる。また、陽極酸化アルミニウムなどの剥離式の成形型で代用することにより、化学溶媒に暴露する必要なく、最終製品の柱状の円柱状突起を与えることができる。米国、デラウェア州ウィルミントン所在のイー・アイ・デュポン・ド・ネムール・アンド・カンパニー社（E. I. du Pond de Nemours and Company Corporation）よりＫＡＰＴＯＮの商品名で販売されるポリイミド膜を被覆手段又はシールドとして使用することにより、ポリマー表面を金属などの接触面との直接的な接触から保護した。この目的でフィルム又は他の層としてやはり与えることができる他の適当な化学的にほぼ不活性な材料としては、米国、デラウェア州ウィルミントン所在のイー・アイ・デュポン・ド・ネムール・アンド・カンパニー社よりＴＥＦＬＯＮの商品名で販売されるポリテトラフルオロエチレンがある。有利な点として、これらの材料は、ポリカーボネート製の溶媒で溶解可能な成形型又は鋳型材料との反応性を有さないため、いったん圧縮が完了すれば成形型から容易に離型又は剥離することができる。
【００５４】
これらの構造体の表面積比は、ポリプロピレン製の大表面積の柱状要素を示した走査電子顕微鏡像を示した図１に示されるような平板なフィルムの表面積の６．５倍である。
【００５５】
本明細書において接触角測定と呼ぶ、静的水接触角の測定を、液適法を用いて行った。レーム・ハート社（Rame-Hart）製接触角測定器をＤｒｏｐ  Ｉｍａｇｅソフトウェアとともに使用した。接触角測定の直前にプラズマ処理を行った。２マイクロリットルの脱イオン水の水滴を表面上に置いて測定を行い、各表面について５回測定を行った。平均接触角を記録した。
【００５６】
これらの構造体の接触角は、対応する平板なフィルムよりも大きく（１０１°に対して１４８°）、これらの構造体の高い疎水性すなわち濡れにくさを示している。下記表１に示されるように、酸素プラズマ処理によりこれらの表面における水接触角が小さくなり、濡れやすい表面となる（親水性が高くなる）。酸素プラズマ処理は、マイクロ波プラズマ処理装置により行った（１００Ｗ、３０秒）。
【００５７】
【表１】
2014516782.tif 000003
【００５８】
これらの試料のタンパク質吸着、すなわちタンパク質取り込み特性を、各試料をタンパク質溶液中でインキュベートし、ビシンコニン酸（ＢＣＡ）アッセイを用いてアッセイを行うことにより評価した。各フィルムを１×１ｃｍの小片に切断し、密封した２４穴プレート中、一晩（１８時間）、１ｍｌのタンパク質溶液（リン酸緩衝溶液（ＰＢＳ）中、２ｍｇ／ｍｌ）中で軌道撹拌しながらインキュベートした。タンパク質とのインキュベーション後、各フィルムをウェルから取り出し、ＰＢＳの浴中で３回連続して洗い、すぐにＢＣＡアッセイにより定量した。
【００５９】
ＢＣＡアッセイは以下のようにして行った。すなわち、ＢＣＡキット（ＱｕａｎｔｉＰｒｏ  ＢＣＡキット、シグマ・アルドリッチ社（Sigma Aldrich））により与えられるウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）標準を使用してタンパク質標準試料を調製した。洗い流したフィルムを、５００マイクロリットルのＰＢＳ及び５００マイクロリットルのＢＣＡ試薬（キットの使用説明書に基づいて調製したもの）が入れられた２４穴プレートの各ウェルに入れた。タンパク質標準試料については、５００マイクロリットルのタンパク質標準溶液を５００マイクロリットルのＢＣＡ試薬とともにウェルに入れた。プレートを密封し、光から保護して、５０ｒｐｍで軌道撹拌しながら３７℃で２時間インキュベートした。インキュベーション後、２００マイクロリットルの溶液を９６穴プレートの各ウェルに移して５６２ｎｍの吸光度を読み取った。
【００６０】
下記表２に示されるような異なる形状、サイズ、及び電荷を有する一定範囲のタンパク質を試験した。これらのタンパク質は他の生物学的物質のモデルタンパク質としての役割を果たす。
【００６１】
【表２】
2014516782.tif 000004
【００６２】
非処理の平坦なフィルム、非処理の柱状要素、及びプラズマ処理した平坦なフィルムは、同様のタンパク質吸着度を示した。しかしながら、柱状要素（大表面積の構造体）とプラズマ処理との組み合わせにより、タンパク質の取り込みが大幅に増大している。この傾向は、下記図２、図３及び図４のアルブミン、フィブリノーゲン、及びリゾチームでそれぞれ認められた。
【００６３】
（実施例２）
異なる高さのパターン化された柱状要素（副構造）を有するＰＤＭＳフィルムを作製した。注型成形プロセスを用い、副構造の直径及び間隔を一定に保って構造体を作製した。ＰＤＭＳモノマーを１：１０の比で硬化剤と混合（Ｓｙｌｇａｒｄ  １８４シリコーンエラストマーキット、ダウ・コーニング社（Dow Corning））し、脱気した。シリコーン成形型を型面を上にしてアルミニウムパンに入れ、ＰＤＭＳ溶液を１〜２ｍｍの厚さとなるように上から注いだ。パンを脱気した後、真空下で４時間、６０℃の真空オーブン中で硬化させた。この後、硬化したＰＤＭＳを成形型から剥離した。この方法によれば、表面積を計画的に増大させることができた（表面積の増大は表面トポグラフィーによるものである）。柱状要素の寸法を、直径×間隔×高さ（マイクロメートル）で下記表３に示す。
【００６４】
【表３】
2014516782.tif 000005
【００６５】
図５、６、７、及び８は、それぞれ、３、６、９及び１２マイクロメートルの異なる高さを有する、ＰＤＭＳでそれぞれ作製された各構造体の走査電子顕微鏡像を示している。直径は３マイクロメートルに一定に保たれ、間隔は１マイクロメートルに一定に保たれている。
【００６６】
下記表４に示されるように、非処理のパターン化された柱状構造は、平坦な基材と比較してより大きな接触角を示している。最も高い構造体（３マイクロメートル×１マイクロメートル×１２マイクロメートル）で接触角の値は最も高かった。水接触角に反映されるように、酸素プラズマ処理によってすべての構造体の濡れ性が向上した。酸素プラズマ処理は、マイクロ波プラズマ処理装置により行った（１００Ｗ、３０秒）。
【００６７】
【表４】
2014516782.tif 000006
【００６８】
濡れ性を有する表面の表面積を大きくすると、これに比例して、タンパク質の取り込み性も向上している。これは、図９のプラズマ処理したＰＤＭＳのグラフに示される直線的傾向に見ることができるが、図１０の非処理のＰＤＭＳのグラフでは見られない。適当な高さを選択することにより、表面を改質又は「調整」して所定のタンパク質取り込み量を実現することができる。
【００６９】
（実施例３）
異なる間隔のパターン化された柱状要素（副構造）を有するＰＬＧＡフィルムを作製した。インプリンティングプロセスを用い、副構造の直径及び高さを一定に保って構造体を作製した。米国、イリノイ州リンカーンシャー所在のプラック・アメリカ社（Purac America）より入手したＰＬＧＡ  ８５／１５樹脂を、１８０℃（３５６°Ｆ）及び４４．５キロニュートン（１０，０００ポンド）の熱及び圧力を用いて圧縮成形してフィルムを形成した。ＰＬＧＡフィルムをシリコーン成形型のサイズに切断し、インプリンティングを行うために成形型の上に置いた。８０℃及び６００ｋＰａ（６０ｂａｒ）で３００秒間、インプリンティングを行った。圧力を４０℃で解放し、フィルムを成形型から剥離した。この方法によれば、表面積を計画的に増大させることができた（表面積の増大は表面トポグラフィーによるものである）。柱状要素の寸法を、直径×間隔×高さ（マイクロメートル）で下記表５に示す。
【００７０】
【表５】
2014516782.tif 000007
【００７１】
図１１、１２、１３、及び１４は、それぞれ、５０、２０、１０及び６マイクロメートルの異なる間隔を有する、ＰＬＧＡでそれぞれ作製された各構造体の走査電子顕微鏡像を示している。直径及び高さは１０マイクロメートルに一定に保たれている。
【００７２】
柱状要素の間隔が小さくなるにしたがって水接触角は大きくなっている。下記表６に示されるように、酸素プラズマ処理により接触角は、プラズマ処理した４つの構造体のすべて及び平坦な基材でおおよそ同じ値にまで減少した。酸素プラズマ処理は、マイクロ波プラズマ処理装置により行った（１００Ｗ、３０秒）。
【００７３】
【表６】
2014516782.tif 000008
【００７４】
濡れ性を有する表面の表面積を大きくすると、これに比例して、タンパク質の取り込み性も向上している。これは、図１５のプラズマ処理したＰＬＧＡのグラフにおいて認められる直線的傾向に見ることができるが、図１６の非処理のＰＬＧＡのグラフでは見られない。柱状要素又は他の副構造間の適当な間隔を選択することにより、表面を調整して所定のタンパク質取り込み量を実現することができる。
【００７５】
優先権証明書を含む、本明細書に引用されるすべての特許、試験手順、及び他の文書は、これらの開示が矛盾しないかぎりにおいて、またこうした援用が許容されるすべての法に関して、それらの全容を援用するものである。
【００７６】
数値の下限及び数値の上限が本明細書に列記されている場合、任意の下限から任意の上限に及ぶ範囲が考慮される。
【００７７】
更なる詳細が示されなくとも、当業者であれば、上記の説明文を利用して本発明を最大限利用しうるものと考えられる。以上、本発明を、特定の実施形態及び実施例を参照しながら説明及び例示したが、当業者であれば、本発明には必ずしも本明細書に例示されない改変を容易に行いうることは認識されるところであろう。そのため、発明の真の範囲を決定する目的では添付の特許請求の範囲のみに拠るべきである。
【００７８】
〔実施の態様〕
（１）  ｉ）約１００ナノメートル〜約５０マイクロメートルの範囲の寸法を有する副構造を有するほぼ固定されたトポグラフィーであって、平坦な表面と比較して増大した表面積を付与する成形表面との接触により形成されたトポグラフィーと、
ｉｉ）プラズマ処理表面と、を含む、ポリマー含有基材を有する生物学的吸着物質構造体。
（２）  前記プラズマ処理表面が６０°以下の水接触角を有する、実施態様１に記載の構造体。
（３）  前記ポリマーが、平坦な非処理のフィルム又は副構造を有する非処理のフィルムの形態で試験した場合に６０°以上の水接触角を与える、実施態様１に記載の構造体。
（４）  前記ポリマーが、ポリ（ジメチル）シロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、及びポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）から選択される、実施態様３に記載の構造体。
（５）  前記ポリマーが熱硬化性ポリマーである、実施態様１に記載の構造体。
【００７９】
（６）  前記ポリマーがポリ（ジメチル）シロキサンから選択される、実施態様５に記載の構造体。
（７）  前記トポグラフィーが注型成形されたトポグラフィーである、実施態様１に記載の構造体。
（８）  前記注型成形されたトポグラフィーが、フォトリソグラフィー及びポリカーボネート膜の少なくとも一方を使用して調製された成形型を使用して得られる、実施態様７に記載の構造体。
（９）  前記ポリマーが熱可塑性ポリマーである、実施態様１に記載の構造体。
（１０）  前記ポリマーが、ポリ（プロピレン）及びポリ（ラクチド−コ−グリコリド）から選択される、実施態様９に記載の構造体。
【００８０】
（１１）  前記トポグラフィーがインプリンティング又はホットエンボス加工により形成され、前記接触が形成される、実施態様１に記載の構造体。
（１２）  前記インプリンティングされたトポグラフィーが、フォトリソグラフィー及びポリカーボネート膜の少なくとも一方を使用して調製された成形型を使用して得られる、実施態様１１に記載の構造体。
（１３）  前記プラズマ処理表面が、酸素プラズマ処理された表面である、実施態様１に記載の構造体。
（１４）  前記プラズマ処理表面が、５０〜１５０ワットで１５〜４５秒間、処理された、表面である、実施態様１３に記載の構造体。
（１５）  前記プラズマ処理表面が、７５〜１２５ワットで２５〜３５秒間、処理された、表面である、実施態様１３に記載の構造体。
【００８１】
（１６）  前記表面が、前記トポグラフィーを大きく変化させることなく６０°以下の水接触角を与えるのに充分な程度まで濡れ性を高めるのに充分な条件下でプラズマ処理される、実施態様１３に記載の構造体。
（１７）  前記トポグラフィーが、１００ナノメートル〜５０マイクロメートルの範囲の平均の断面幅、１〜５０マイクロメートルの範囲の平均の高さ、及び０．１〜５０の範囲のアスペクト比を有する柱状副構造を含む、実施態様１に記載の構造体。
（１８）  前記トポグラフィーが、１〜１０マイクロメートルの範囲の平均の断面幅、３〜２０マイクロメートルの範囲の平均の高さ、及び１〜２０の範囲のアスペクト比を有する柱状副構造を含む、実施態様１７に記載の構造体。
（１９）  平坦な表面に対する増大した表面積の比が、少なくとも１．０１である、実施態様１に記載の構造体。
（２０）  平坦な表面に対する増大した表面積の比が、少なくとも１．１である、実施態様１９に記載の構造体。
【００８２】
（２１）  前記柱状副構造が、１００ナノメートル〜１００マイクロメートルの平均の構造間間隔で離間している、実施態様２０に記載の構造体。
（２２）  前記柱状副構造が、１〜５０マイクロメートルの平均の構造間間隔で離間している、実施態様２１に記載の構造体。
（２３）  前記柱状副構造が、約１×１０５〜約６×１０８突起／ｃｍ２の突起密度を有する、実施態様１に記載の構造体。
（２４）  前記柱状副構造が、約１×１０７〜約５×１０７突起／ｃｍ２の突起密度を有する、実施態様２３に記載の構造体。
（２５）  表面が生物学的検体を吸着可能である、実施態様１の構造体を含む診断用試験装置。
【００８３】
（２６）  生物学的吸着物質構造体を調製するための方法であって、
ａ）ポリマー塊を成形表面と接触させて平坦な表面と比較して増大した表面積を付与し、ほぼ固定されたトポグラフィーの表面を与えることと、
ｂ）前記ほぼ固定されたトポグラフィーの表面をプラズマ処理することによって、前記トポグラフィーを大きく変化させることなく水接触角によって測定される濡れ性を高めることと、を含む、方法。
（２７）  前記ポリマーが、平坦な非処理のフィルム又は副構造を有する非処理のフィルムの形態で試験した場合に６０°以上の水接触角を与える、実施態様２６に記載の方法。
（２８）  前記ポリマーが、ポリ（ジメチル）シロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、及びポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）から選択される、実施態様２７に記載の方法。
（２９）  前記接触させることが、注型成形によって行われる、実施態様２６に記載の方法。
（３０）  前記注型成形が、フォトリソグラフィー及びポリカーボネート膜の少なくとも一方を使用して調製された成形型を使用する、実施態様２９に記載の方法。
【００８４】
（３１）  前記接触させることが、インプリンティング又はホットエンボス加工により形成される、実施態様２６に記載の方法。
（３２）  前記インプリンティングが、フォトリソグラフィー及びポリカーボネート膜の少なくとも一方を使用して調製された成形型を使用する、実施態様３１に記載の方法。
（３３）  前記プラズマ処理表面が酸素プラズマで処理される、実施態様２６に記載の方法。
（３４）  前記プラズマ処理表面が、５０〜１５０ワットで１５〜４５秒間、処理される、実施態様３３に記載の方法。
（３５）  前記プラズマ処理表面が、７５〜１２５ワットで２５〜３５秒間、処理される、実施態様３３に記載の方法。
【００８５】
（３６）  前記プラズマ処理表面が、前記トポグラフィーを大きく変化させることなく６０°以下の水接触角を与えるのに充分な程度まで濡れ性を高めるのに充分な条件下で処理される、実施態様３３に記載の方法。
（３７）  前記トポグラフィーが、１００ナノメートル〜５０マイクロメートルの範囲の平均の断面幅、１〜５０マイクロメートルの範囲の平均の高さ、及び０．１〜５０の範囲のアスペクト比を有する柱状副構造を含む、実施態様２６に記載の方法。
（３８）  前記トポグラフィーが、１〜１０マイクロメートルの範囲の平均の断面幅、３〜２０マイクロメートルの範囲の平均の高さ、及び１〜２０の範囲のアスペクト比を有する柱状副構造を含む、実施態様３７に記載の方法。
（３９）  平坦な表面に対する増大した表面積の比が、少なくとも１．０１である、実施態様２６に記載の方法。
（４０）  平坦な表面に対する増大した表面積の比が、少なくとも１．１である、実施態様３９に記載の方法。
【００８６】
（４１）  前記柱状副構造が、１００ナノメートル〜１００マイクロメートルの平均の構造間間隔で離間している、実施態様３７に記載の方法。
（４２）  前記柱状副構造が、１〜５０マイクロメートルの平均の構造間間隔で離間している、実施態様４１に記載の方法。
（４３）  前記柱状副構造が、約１×１０５〜約６×１０８突起／ｃｍ２の突起密度を有する、実施態様３７に記載の方法。
（４４）  前記柱状副構造が、約１×１０７〜約５×１０７突起／ｃｍ２の突起密度を有する、実施態様４３に記載の方法。
（４５）  別の状況では生物学的物質の取り込みが表面積の関数とはならない、ほぼ固定されたトポグラフィーかつ大表面積のポリマー構造体の生物学的物質の取り込み量（amount biologic uptake）を調節するための方法であって、
プラズマ処理により前記構造体を表面処理して、前記トポグラフィーを大きく変化させることなく濡れ性を高めることを含む、方法。
【００８７】
（４６）  前記濡れ性の増大が、非処理の表面と比較した処理表面の水接触角の低下を測定することにより求められる、実施態様４５に記載の方法。
（４７）  前記生物学的物質が、糖類、脂質、タンパク質、核酸、及びポリヌクレオチドの少なくとも１つから選択される、実施態様４５に記載の方法。
（４８）  前記プラズマ処理が酸素プラズマ処理である、実施態様４５に記載の方法。
（４９）  前記プラズマ処理表面が、前記トポグラフィーを大きく変化させることなく６０°以下の水接触角を与えるのに充分な程度まで濡れ性を高めるのに充分な条件下で処理される、実施態様４５に記載の方法。
（５０）  前記プラズマ処理表面が、前記トポグラフィーを大きく変化させることなく６０°以下の水接触角を与えるのに充分な程度まで濡れ性を高めるのに充分な条件下で処理される、実施態様４８に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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