專利名稱：：用于細(xì)胞生長的片狀微纖維化制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及利用微纖維化熱塑性聚合材料的基質(zhì)培養(yǎng)細(xì)胞。
背景技術(shù)：
：組織工程和傷口愈合是重建和/或再生失去的或損壞的組織的方法。早期在開發(fā)用于細(xì)胞生長的細(xì)胞外基質(zhì)方面所作的努力包括使用可生物降解材料和可生物吸收材料。在這些基質(zhì)的開發(fā)中，透明質(zhì)酸和膠原已被采用作為工程組織用于器官的置換、燒傷或潰爛皮膚的置換、骨丟失的置換或甚至用于腦組織的置換。這些材料通常是昂貴的并且在大量制備時具有可變的特性。諸如聚乳酸均聚物和聚已酸內(nèi)酯均聚物之類的聚合物及其相關(guān)的共聚物和共混物作為支架和/或細(xì)胞外基質(zhì)提供用于細(xì)胞滲透和聚合物降解的多孔結(jié)構(gòu)。然而，為了成功進(jìn)行組織再生，足夠的細(xì)胞增殖和適當(dāng)?shù)姆只仨氃谌S細(xì)胞復(fù)合物中實(shí)現(xiàn)。非織造織物已經(jīng)在組織應(yīng)用中被用作支架，如以下文獻(xiàn)中所述Aigner,J.etal.,"CartilageTissueEngineeringwithNovelNonwovenStructuredBiomaterialBasedonHyaluronicAcidBenzylEster，，，J.Biomed.Mater.Res.,1998，仏172-181(愛格納等人，"基于透明質(zhì)酸芐基酯的新型非織造結(jié)構(gòu)生物材料的軟骨組織工程"，《生物醫(yī)學(xué)材料研究雜志》，1998年第42巻第172-181頁)；Bhat，G.S.,"NonwovensasThree-DimensionalTextilesforComposites"，Mater,Manuf.Process,1995,J^,67-688(巴哈特，"非織物作為三維紡織物用于復(fù)合材料"，《材料與制造工藝》，1995年第10巻第67-688頁)；Ma,T.,TissueEngineeringHumanPlacentaTrophoblastCellsin3-DFibrousMatrix:SpatialEffectsonCellProliferationandFunction",Biotechnol.Prog.,1999，U,715-724(馬，"三維纖維基質(zhì)中的人胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞組織工程對細(xì)胞增殖和功能在空間上的影響"，《生物工藝學(xué)進(jìn)展》，1999年第15巻第715-724頁)以及Bhattarai，S.R.etal.,"NovelBiodegradableElectrospimMembrane:ScaffoldforTissueEngineering"，Biomaterials'2004，2595-2602(巴塔拉伊等人，"新型可生物降解的靜電紡絲膜用于組織工程的支架"，《生物材料》，2004年第25巻第2595-2602頁)。細(xì)胞生物學(xué)研究細(xì)胞(組成生物體的基本單位)的結(jié)構(gòu)和功能。人體的形態(tài)和功能是其組成細(xì)胞的形態(tài)、功能和行為的總和。因此，該領(lǐng)域的研究已發(fā)展為使得對疾病的預(yù)防和治療以及人的行為有了更好的了解。技術(shù)和方法學(xué)的改進(jìn)已使細(xì)胞生物學(xué)在對細(xì)胞的了解上發(fā)展到了新的水平。在生長的細(xì)胞系統(tǒng)中，循環(huán)是通過母細(xì)胞分裂成兩個子細(xì)胞而形成細(xì)胞來發(fā)生的。該循環(huán)在多細(xì)胞機(jī)體中以及在分離細(xì)胞的培養(yǎng)中發(fā)生。細(xì)胞的所有組分在以有絲分裂(核分裂)和胞質(zhì)分裂(細(xì)胞質(zhì)的分裂)的分裂事件結(jié)束的循環(huán)中加倍。多細(xì)胞機(jī)體中的細(xì)胞通過細(xì)胞分化變成特化細(xì)胞以執(zhí)行特定功能。更高級的有機(jī)體的生命周期從單細(xì)胞階段開始，并且隨著個體的生長變得更復(fù)雜并且呈現(xiàn)出其特征形式。由于特化細(xì)胞類型的群體以某種模式保持聚集，因此分化的細(xì)胞維持其特征形式和個性。幾種細(xì)胞類型構(gòu)成組織，并且不同的組織形成器官。細(xì)胞及其細(xì)胞組分的運(yùn)動是相對于它們的環(huán)境來說的。極為多樣的移動(作為一種運(yùn)動形式)與變形蟲的運(yùn)動類似。這種細(xì)胞內(nèi)運(yùn)動通過形成偽足而完成，其中細(xì)胞質(zhì)在偽足延出和收回過程中活躍地流動。在一些情況下，已知該細(xì)胞施加了改變胚胎的發(fā)育組織和器官的形狀的力。細(xì)胞通過體腔、淋巴管和組織間隙蠕動，以尋找并吞食細(xì)菌、異物和已死亡或正在死亡的細(xì)胞。在傷口愈合的活動中，鄰近細(xì)胞向傷口表面蠕動，覆蓋傷口表面，同時其它細(xì)胞滲透并且填補(bǔ)間隙。組織細(xì)胞以約0.5至50微米/分鐘的速度非常緩慢地蠕動，然而，結(jié)構(gòu)細(xì)胞(例如成纖維細(xì)胞)在約一小時內(nèi)增加其自身的長度，并以大約1至2毫米/天的速度移動。有關(guān)細(xì)胞和細(xì)胞生物學(xué)的更多信息可見于McGraw-HillEncyclopediaofScience&Technology,1987,2,〗17-384(《麥格勞-希爾科技百科全書》，1987年，第3巻第317-384頁)。在開發(fā)用于細(xì)胞生長的基質(zhì)中，細(xì)胞分化和增殖相對于傳統(tǒng)的培養(yǎng)技術(shù)來說常常很困難。培養(yǎng)的細(xì)胞通常被從其組織特異性細(xì)胞外基質(zhì)分離出來，接著懸浮在生長培養(yǎng)基中，在該培養(yǎng)基中其附著在培養(yǎng)皿的底部以形成匯合單層。細(xì)胞常常喪失其形態(tài)以及其生化特性和功能特性。因此，去分化細(xì)胞與其最初的組織環(huán)境相比可能有不同的行為。為了細(xì)胞增殖和分化的進(jìn)行，必須附著到具有足夠表面積的支架上。該支架或基質(zhì)表面可用肽序列進(jìn)行改性以促進(jìn)細(xì)胞的識別和快速粘附。此外，三維基質(zhì)需要多孔結(jié)構(gòu)，以允許營養(yǎng)物質(zhì)和氣體擴(kuò)散進(jìn)入附著在薄片上的大量細(xì)胞。營養(yǎng)物質(zhì)、氣體與廢物在整個支架上在增殖的細(xì)胞間進(jìn)行自由交換對于維持細(xì)胞活力是必要的。這使得基質(zhì)在擴(kuò)展時期內(nèi)可用作分化和增殖的載體。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及培養(yǎng)細(xì)胞的制品和方法。在一個方面，提供一種培養(yǎng)細(xì)胞的方法，其包括雙軸取向的熱塑性基體基質(zhì)，該基質(zhì)具有分散在細(xì)胞培養(yǎng)基中的片狀結(jié)構(gòu)，并且在該基質(zhì)上接種細(xì)胞。片狀表面包括微薄片，該微薄片的平均長度小于20微米，并且通常為1至3微米。該微薄片的平均寬度小于200微米，并且通常為5至30微米。微薄片具有1至20微米的平均厚度，并且表面長寬比為1:1至1:20。微薄片的表面積大于0.5m2/g。本發(fā)明的微薄片往往彼此大致平行，并且形狀如同一塊板或板狀絲帶，以利于細(xì)胞附連更大的表面積?；|(zhì)中薄片的剛度和三維結(jié)構(gòu)使得細(xì)胞可保持其分化和增殖能力。在另一方面，本發(fā)明提供用于培養(yǎng)細(xì)胞的微纖維化制品，該制品包括具有整合的基質(zhì)的熱塑性聚合物薄膜，所述整合的基質(zhì)是具有來自片狀表面的雙軸取向的熱塑性微薄片，其中所述微纖維化制品被分散在細(xì)胞培養(yǎng)基中?；宓奈⒈∑徽线M(jìn)微纖維化制品中的深度達(dá)到10微米或更大，所述制品位于熱塑性薄膜的至少一個表面上。作為另外一種選擇，該微纖維化制品可在熱塑性薄膜的整個厚度上具有微纖維化形態(tài)。本發(fā)明提供被接種到微薄片基質(zhì)的片狀表面上的細(xì)胞，其中該基質(zhì)浸入細(xì)胞培養(yǎng)基中。細(xì)胞培養(yǎng)基可含有來自多種細(xì)胞系的細(xì)胞。此外，本發(fā)明包括具有至少一個微纖維化表面的薄膜的制品，在該微纖維化表面上，細(xì)胞生長基質(zhì)是組織支架。同樣，本發(fā)明包括作為多孔裝置或容器的基質(zhì)的微纖維化制品。本發(fā)明的以上概述并非旨在描述本發(fā)明每個公開的實(shí)施例或每個實(shí)施方案。下面的附圖和具體實(shí)施方式更具體地舉例說明了示例性實(shí)施例。圖1是雙軸取向的熱塑性基體的掃描電鏡照片的數(shù)字圖象，該基板具有包括分散在實(shí)例3細(xì)胞培養(yǎng)基中的微薄片的片狀表面。具體實(shí)施例方式對于下面定義的術(shù)語，除非權(quán)利要求或說明書的其它地方給出不同的定義，否則這些定義應(yīng)被應(yīng)用。術(shù)語"微纖維化制品"被定義為雙軸取向的、有空隙的(voided)或有微空隙的(microvoided)熱塑性薄膜、薄片或泡沫，其可通過施加足夠的流體能量以破壞表面而被微纖維化。所述片狀表面包括從雙軸取向的膜基板制備的雙軸取向的、熱塑性的、基本呈矩形的微薄片基質(zhì)?？蛇x地，微薄片可從薄膜的微纖維化表面獲得。術(shù)語"微纖維化表面"是指包括由一層或多層可微纖維化材料制成的微薄片的表面。微薄片是部分己經(jīng)與連續(xù)薄膜至少部分機(jī)械地分離或分裂的材料。微薄片的大小和形狀通常具有取決于可微纖維化材料類型及其物理和化學(xué)性質(zhì)的尺寸，例如取向的類型和程度、空隙的存在和大小、多層、層厚度和球粒等，但并不限于此。微薄片優(yōu)選地一端與微纖維化材料保持附接，但是也可以與基膜完全分開。術(shù)語"微薄片"是指包括片狀結(jié)構(gòu)的微纖維化結(jié)構(gòu)。微薄片往往彼此大致平行，形狀如同一塊板或板狀絲帶，其中微薄片的兩個尺寸的長度尺度是微薄片的第三尺寸的長度尺度的至少10倍，優(yōu)選地至少20倍。薄片可以彼此相連并且往往在寬度或長度方向上是連續(xù)的。尺寸可以用掃描電鏡進(jìn)行測量。術(shù)語"有空隙的"可以是熱塑性聚合物的有微空隙的薄膜，或從半結(jié)晶聚合物和空隙引發(fā)粒子的不混溶混合物制備的有空隙薄膜。如本文所用，術(shù)語"薄膜"將涵蓋薄片(包括發(fā)泡薄片)，并且還應(yīng)該理解，具有相同設(shè)置的微纖維化表面也可采用其它構(gòu)造和外形(例如管狀)。術(shù)語"有空隙的"包括"有微空隙的"。術(shù)語"細(xì)胞系"為在有利條件下不斷增長和復(fù)制的細(xì)胞培養(yǎng)物。細(xì)胞系起源于具有有限壽命的細(xì)胞培養(yǎng)物，并且如果以所需的間隔維持并分盤，則可進(jìn)行有規(guī)律地培養(yǎng)。術(shù)語"細(xì)胞培養(yǎng)基"為鹽、碳水化合物、維生素、氨基酸、代謝前體、生長因子、激素和痕量元素的復(fù)雜混合物。培養(yǎng)基組分可根據(jù)具體的目標(biāo)細(xì)胞系而改變。術(shù)語"完全生長培養(yǎng)基"應(yīng)由添加了激素、痕量元素、生長因子和血清的細(xì)胞培養(yǎng)基組成。其為是一種維持細(xì)胞或微生物的活力的物質(zhì)。"培養(yǎng)細(xì)胞"被定義為在合成環(huán)境(即完全培養(yǎng)基)中生長的細(xì)胞。例如，哺乳動物細(xì)胞的培養(yǎng)可取決于生長培養(yǎng)基、pH值、溫度、滲透度和其它因素。細(xì)胞培養(yǎng)是獨(dú)立于生物體的細(xì)胞的生長。術(shù)語"細(xì)胞的收獲"即從細(xì)胞培養(yǎng)基移出細(xì)胞。細(xì)胞系可錨定于培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶中以單層生長。細(xì)胞系也可錨定于雙軸取向的熱塑性基體的基質(zhì)中以三維結(jié)構(gòu)生長，所述基質(zhì)具有包括微薄片的片狀表面。這些細(xì)胞以規(guī)律的間隔進(jìn)行繼代培養(yǎng)以維持細(xì)胞活力。術(shù)語"匯合度"是指細(xì)胞在基質(zhì)上的生長程度。術(shù)語"接種"或"播種"是指將細(xì)胞置于雙軸取向的熱塑性基體基質(zhì)上的操作或步驟，所述基質(zhì)具有包括分散在細(xì)胞培養(yǎng)基中的微薄片的片狀表面。術(shù)語"哺乳動物細(xì)胞"指衍生自小鼠、人、猴子和大鼠細(xì)胞系的多種來源，但并不限于此。術(shù)語"細(xì)胞外基質(zhì)"是由包括雙軸取向的熱塑性基體基質(zhì)的合成支架組成，該基質(zhì)具有包括微薄片的片狀表面，用于細(xì)胞在三維結(jié)構(gòu)中增殖和分化。術(shù)語"可生物降解的"是指微纖維或微纖維化制品通過天然存在的微生物(例如細(xì)菌、真菌、藻類)的作用和/或天然環(huán)境因素而降解。術(shù)語"可生物吸收的"是指微纖維或微纖維化制品可通過生化作用和/或水解作用被分解，并由活組織吸收。術(shù)語"微纖維化的程度或深度"指少至IO微米，但是可以最多50微米或更大、100微米或更大，最多整個微纖維化膜的厚度，其通過蓬松度進(jìn)行測量。由端點(diǎn)表示的數(shù)值范圍詳述包括包含在該范圍內(nèi)的所有數(shù)值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4禾tJ5)。如本說明書以及所附的權(quán)利要求中所使用的，"一種"、"該"和"所述"包括復(fù)數(shù)指代，除非內(nèi)容另外清楚指出。因此，例如，包含"該化合物"的組合物這一表達(dá)方式包括兩種或更多種化合物的混合物。如本說明書以及所附權(quán)利要求中所用，術(shù)語"或"通常是以其包括"和/或"的含義使用，除非該內(nèi)容另外明確指出。除非另外指明，否則說明書和權(quán)利要求中所用的表示數(shù)量或成分的所有數(shù)字、特性的量度等在所有情況下均應(yīng)理解為被術(shù)語"約"所修飾。因此，除非有相反的指示，否則在上述說明書和所附權(quán)利要求中設(shè)定的數(shù)字參數(shù)為近似值，該近似值的改變可取決于通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員利用本發(fā)明的教導(dǎo)內(nèi)容而獲得的所需特性。在最低限度上，并且無意于將等同原則的應(yīng)用受制于權(quán)利要求的范圍，每個數(shù)字參數(shù)應(yīng)至少按照所報告的有效數(shù)字之?dāng)?shù)并且通過應(yīng)用普通的舍入技術(shù)來理解。雖然在本發(fā)明的廣泛范圍內(nèi)設(shè)定的數(shù)字范圍和參數(shù)為近似值，但具體例子中設(shè)定的數(shù)值會盡可能準(zhǔn)確地報告。然而，任何數(shù)值都固有地含有一定的誤差，這些誤差必定是由它們各自的試驗(yàn)測定中存在的標(biāo)準(zhǔn)偏差引起。本發(fā)明提供用于培養(yǎng)細(xì)胞的方法。該方法包括提供雙軸取向的熱塑性基體的基質(zhì)，該基質(zhì)具有包括分散在細(xì)胞培養(yǎng)基中的微薄片的片狀表面。在另一個實(shí)施例中，該方法包含分散在細(xì)胞培養(yǎng)基質(zhì)中的微纖維化制品，其中微薄片上還接種有細(xì)胞。該微薄片的平均長度小于20微米，并且表面積大于0.5rr^/g。在本發(fā)明中所使用的微纖維化制品包括具有整合到被取向的熱塑性薄膜上的片狀表面的、雙軸取向的熱塑性基體的基質(zhì)，該基質(zhì)用于在三維陣列中培養(yǎng)細(xì)胞以進(jìn)行細(xì)胞的增殖和分化。微纖維化制品在傷口愈合和組織工程應(yīng)用中提供細(xì)胞附著和增殖。包括微薄片的雙軸取向的熱塑性聚合物基板提供剛度和矩形幾何形狀。制造這些薄片提供了高的強(qiáng)度、薄片間的間隙和薄片幾何形狀。微薄片分散在細(xì)胞培養(yǎng)基中，并且進(jìn)一步接種有培養(yǎng)細(xì)胞。用細(xì)胞接種微薄片允許具有高密度的細(xì)胞和廣泛的延展性?？捎糜谛纬删哂邪ㄎ⒈∑钠瑺畋砻娴摹㈦p軸取向的熱塑性基體的基質(zhì)和微纖維化制品的聚合物包括任何可熔融加工的熱塑性晶體、半結(jié)晶或可結(jié)晶的聚合物或共聚物，其中包括嵌段、接枝和無規(guī)共聚物。半結(jié)晶聚合物由非晶區(qū)和晶區(qū)的混合物組成。晶區(qū)更為有序，并且鏈段實(shí)際上包絡(luò)在晶格中。一些聚合物可通過熱處理、拉伸或取向，并且通過溶劑誘導(dǎo)進(jìn)行半結(jié)晶，其中這些方法可控制真晶成度。本發(fā)明中可用的半結(jié)晶聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯共聚物、聚a-烯烴、聚氧甲烯、聚偏氟乙烯、聚(乙烯醇)、聚(甲基戊烯)、聚(乙烯-三氟氯乙烯)、聚氟乙烯、聚環(huán)氧乙垸、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、尼龍6、尼龍6,6、尼龍6,12、聚丁烯、聚丙交酯、間規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯和熱致性液晶聚合物。優(yōu)選的聚烯烴包括容易以低成本獲得的聚丙烯和聚乙烯，并且可在微纖維化制品中提供期望的特性，例如高模量和高拉伸強(qiáng)度?？捎玫木酆衔飪?yōu)選為可經(jīng)過處理以具有高定向比的聚合物，這種聚合物在某種程度上增強(qiáng)了機(jī)械完整性，并且具有半結(jié)晶的性質(zhì)。取向的半結(jié)晶聚合物顯著改善了在取向方向上的強(qiáng)度和彈性模數(shù)，并且低于其熔點(diǎn)的半結(jié)晶聚合物的取向形成了鏈折疊和鏈缺陷較少的取向晶相。對于取向的半結(jié)晶聚合物，最有效的溫度范圍在聚合物的a結(jié)晶溫度與其熔點(diǎn)之間。a結(jié)晶溫度或a過渡溫度對應(yīng)于聚合物的次級轉(zhuǎn)變，在該次級轉(zhuǎn)變中晶體亞單元可在較大的晶體單元中移動。因此，在這方面優(yōu)選的聚合物為顯示出a過渡溫度(T。。)的聚合物，并且包括，例如高密度聚乙烯、線形低密度聚乙烯、乙烯a-烯烴共聚物、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、聚(乙烯三氟氯乙烯)、聚氧甲烯、聚環(huán)氧乙垸、乙烯-乙烯醇共聚物及其共混物。微纖維和微纖維化制品也可由具有熱塑性聚合物組分和空隙引發(fā)組分的、有空隙的、被取向的薄膜制備而成。這種被取向的有空隙的薄膜在美國專利No.6,331,343(佩雷斯(Perez)等人)、美國專利6,468,451(佩雷斯等人)和美國專利No.6，645，618(霍布斯(Hobbs)等人)中有所描述，這些專利的整個公開內(nèi)容以引用方式并入。使用有空隙的、被取向的薄膜時，熱塑性聚合物組分包括所描述的聚合物，包括均聚物、共聚物和共混物。該熱塑性聚合組分還可以包括少量的第二聚合物，以給本發(fā)明的微纖維化制品賦予期望的特性。這種共混物的第二聚合物可以是半結(jié)晶或無定形的，并且基于脂族聚酯組分的重量而言，通常小于30重量％。可添加少量的其它聚合物(例如)用以增強(qiáng)剛度、抗斷裂性、Elmendorff抗撕強(qiáng)度、伸長、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，這是本領(lǐng)域已知的。選擇空隙引發(fā)組分以使得其在半結(jié)晶聚合物組分中不混溶。其可以是平均粒度為約0.1至20微米(優(yōu)選為1至10微米)的有機(jī)或無機(jī)固體，并且可以是任何形狀，包括非晶形、菱面體、紡錘形、板狀、菱形、立方體和球體。用作空隙引發(fā)組分的可用無機(jī)固體包括實(shí)心玻璃或中空玻璃、陶瓷或金屬顆粒、微球體或小珠；沸石顆粒；無機(jī)化合物，包括但不限于諸如二氧化鈦、氧化鋁和二氧化硅之類的金屬氧化物；金屬、堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽或硫酸鹽；高嶺土、滑石、炭黑等。選擇無機(jī)空隙引發(fā)組分以使其具有較小的表面相互作用，由于化學(xué)性質(zhì)或物理形狀，當(dāng)其分散在脂族聚酯組分中時，通常無機(jī)空隙引發(fā)組分不應(yīng)與聚合物組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(包括路易斯酸/堿相互作用)，并且具有最小的范德瓦爾斯相互作用。優(yōu)選的空隙引發(fā)組分包含熱塑性聚合物(包括半結(jié)晶聚合物和非晶態(tài)聚合物)，以提供與第二聚合物組分不混溶的共混物。不混溶的共混物顯示出多種非晶相，這些非晶相(例如)使用差示掃描量熱計或動態(tài)力學(xué)分析通過存在的多個非晶態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度而確定。如本文所用，"不混溶性"是指具有有限溶解度和非零界面張力的聚合物共混物，也就是說，混合的自由能大于零的共混物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>聚合物的可混和性由熱力學(xué)和動力學(xué)因素確定。非極性聚合物的常用可混和性預(yù)測因子為溶解參數(shù)的差值或弗洛里-赫金斯相互作用參數(shù)。對于具有非特異性相互作用的聚合物，例如聚烯烴，弗洛里-赫金斯相互作用參數(shù)可通過溶度參數(shù)之差的平方乘以系數(shù)(V/RT)而算出，其中V為重復(fù)單元非晶相的摩爾體積，R為氣體常數(shù)，并且T為絕對溫度。因此，兩種非極性聚合物之間的弗洛里-赫金斯相互作用參數(shù)始終為正數(shù)?？捎米骺障兑l(fā)組分的聚合物包括上述半結(jié)晶聚合物以及非晶態(tài)聚合物，選擇的這些聚合物從熔融狀態(tài)冷卻后可立即形成離散相?？捎玫姆蔷B(tài)聚合物包括(但不限于)聚苯乙烯、聚碳酸酯、一些聚烯烴、環(huán)狀烯烴共聚物(coc)(例如乙烯降冰片烯共聚物)和韌化聚合物(例如苯乙烯/丁二烯橡膠(SBR)和乙烯/丙烯/二烯橡膠(EPDM))。使用不混溶聚合共混物時，可選擇第一熱塑性聚合物組分和空隙引發(fā)聚合物組分的相對量以使得第一熱塑性聚合物形成連續(xù)相，并且空隙引發(fā)聚合物組分形成不連續(xù)相。由于共混物中空隙引發(fā)聚合物的量的增加，因此將達(dá)到一個組成范圍，在該組成范圍內(nèi)空隙引發(fā)聚合物不再易于被確定為分散相或離散相。共混物中空隙引發(fā)聚合物的量的進(jìn)一步增加將生成兩個雙連續(xù)相，然后引起相轉(zhuǎn)化(其中空隙引發(fā)聚合物成為連續(xù)相)。優(yōu)選地，熱塑性聚合組分形成連續(xù)相，同時空隙引發(fā)組分形成分散在第一聚合物連續(xù)相中的分散相或離散相。如果空隙引發(fā)聚合物為半結(jié)晶并且以足以形成雙連續(xù)相的量使用，微纖維化之后的取向?qū)⑿纬蓛煞N不同微薄片的復(fù)合結(jié)構(gòu)，這兩種微纖維分別得自熱塑性聚合物組分和空隙引發(fā)聚合物。通常，當(dāng)空隙引發(fā)組分的量增加時，最終的薄膜中空隙的量也會增加。因此，受薄膜中空隙的量所影響的特性(例如機(jī)械性能、密度、透光率等)將取決于空隙引發(fā)組分的添加量。優(yōu)選地，無論空隙引發(fā)組分是有機(jī)的還是無機(jī)的，組合物中空隙引發(fā)組分的量為1重量％至49重量％，更優(yōu)選為5重量％至40重量％，最優(yōu)選為5重量％至25重量％。在這些組成范圍中，第一熱塑性聚合物可形成連續(xù)相，同時空隙引發(fā)組分形成離散相、不連續(xù)相。另外，所選的空隙引發(fā)聚合物組分必須與所選的半結(jié)晶聚合物組分不能混溶。在本文中，不混溶性是指離散相不會以基本方式溶解到連續(xù)相中，即離散相必須在由連續(xù)相提供的基質(zhì)中形成分離的、可識別的區(qū)域。高熔體強(qiáng)度聚丙烯泡沬可用于制備微纖維化制品。發(fā)泡聚丙烯可由丙烯均聚物組成或可包含具有50重量％或以上的丙烯單體含量的共聚物。此外，發(fā)泡聚丙烯可包含丙烯均聚物或共聚物與除丙烯均聚物或共聚物之外的均聚物或共聚物的混合物或共混物，如美國專利No.6，468,451(佩雷斯等人)中所述。尤其可用的丙烯共聚物為丙烯與一個或多個非丙烯單體的共聚物。丙烯共聚物包括丙烯的無規(guī)共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物以及選自由C3-C8a-烯烴和C4-C10雙烯組成的群組的烯烴單體。丙烯共聚物也可包括丙烯的三元共聚物和選自C3-CSa-烯烴組成的組的a-烯烴，其中這種三元共聚物的0-烯烴含量優(yōu)選小于45重量％丄3^8a-烯烴包括l-丁烯、異丁烯、l-戊烯、3-甲基-l-丁烯、l-己烯、3,4-二甲基-l-丁烯、l-庚烯、3-甲基-l-己烯等。C4-C10雙烯的例子包括1,3-丁二烯、1,4-戊二烯、異戊二烯、1,5-己二烯、2,3-二甲基己二烯等。其它可添加到泡沫組分中高熔體強(qiáng)度聚丙烯的聚合物包括高、中、低和線形低密度聚乙烯、氟聚合物、聚(l-丁烯)、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯共聚物、苯乙烯/丁二烯共聚物、乙烯/苯乙烯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、離聚物和熱塑性彈性體(例如苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯(SEBS))，以及乙烯/丙烯/雙烯共聚物(EPDM)。脂族聚酯也可用于制備微纖維化制品或微薄片，其包括聚(羥基鏈烷酸酯)的均聚物和共聚物以及衍生自一種或多種鏈烷二醇與一種或多種鏈院二羧酸(或?；苌?的反應(yīng)產(chǎn)物的脂族聚酯的均聚物和共聚物。也可使用脂族聚酯與一種或多種另外的半結(jié)晶或非晶態(tài)聚合物的可混溶與不混溶的共混物。一類可用的脂族聚酯是聚(羥基鏈烷酸酯)(得自羥基酸的縮合反應(yīng)或開環(huán)聚合反應(yīng))或其衍生物。適用的聚(羥基鏈垸酸酯)可以用化學(xué)式H(0-R-C(0)-)n-OH表示，其中R為直鏈或支鏈的亞烷基部分，并且n為1到20之間的數(shù)，優(yōu)選為1到12之間的數(shù)。R還可包含一個或多個鏈中(即位于鏈中)的醚氧原子。通常，羥基酸的R基使得側(cè)鏈羥基為伯羥基或仲羥基?？捎玫木?羥基鏈烷酸酯)包括(例如)以下物質(zhì)的均聚物和共聚物聚(3-羥基丁酸酯)、聚(4-羥基丁酸酯)、聚(3-羥基戊酸酯)、聚(乳酸)(也稱為聚丙交酯)、聚(3-羥基丙酸酯)、聚(4-氫戊酸酯)、聚(3-羥基戊酸酯)、聚(3-羥基己酸酯)、聚(3-羥基庚酸酯)、聚(3-羥基辛酸酯)、聚對二氧環(huán)己酮和聚己內(nèi)酯、聚乙醇酸(也稱為聚乙交酯)。也可使用兩種或更多種上述羥基酸的共聚物，例如3-羥基丁酸酯和3-羥基戊酸酯的共聚物、乳酸鹽和3-羥基丙酸酯的共聚物以及乙交酯和對二氧環(huán)己酮的共聚物。也可使用兩種或更多種聚(羥基鏈烷酸酯)的共混物，以及與一種或多種半結(jié)晶或非晶態(tài)聚合物的共混物。另一類可用的脂族聚酯包括衍生自一種或多種鏈烷二醇與一種或多種鏈烷二羧酸的反應(yīng)產(chǎn)物(或酰基衍生物)的脂族聚酯。這種聚酯具有以下通式0000IIII、,IIHOfC-R"-C^OR'0—C-R"-C—O^R'OgH其中R'和R"分別表示可以是直鏈或支鏈并具有1至20、優(yōu)選具有1至12個碳原子的亞烷基部分，并且m是使得酯為聚合物的數(shù)，并且優(yōu)選是使得脂族聚酯的分子量為IO，OOO至300,000，優(yōu)選為約30,000至200,000的數(shù)。每個n獨(dú)立地為0或1。R'禾BR"還可包含一個或多個鏈中(即位于鏈中)醚氧原子。脂族聚酯的例子包括衍生自以下物質(zhì)的均聚物和共聚物(a)—種或多種下列二元酸(或其衍生物)琥珀酸、己二酸、1,12-二羧基十二烷、富馬酸和馬來酸，以及(b)—種或多種下列二醇乙二醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、1,4-丁二醇、l，6-己二醇、二甘醇和聚丙二醇，以及(c)任選少量(即0.5-7.0摩爾％)的具有多于兩個官能度的多元醇，例如甘油、新戊二醇和季戊四醇。這類聚合物可包括聚(丁二酸丁二醇酯)均聚物、聚(己二酸丁二醇酯)均聚物、聚(己二酸丁二酸丁二醇酯)共聚物、聚(丁二酸己二酸乙二醇酯)共聚物和聚(己二酸乙二醇酯)均聚物。市售的脂族聚酯包括聚丙交酯、聚乙交酯、聚丙交酯和乙交酯的共聚物、L-丙交酯和三亞甲基碳酸酯的共聚物、聚(對二氧環(huán)己酮)、聚(丁二酸丁二醇酯)和聚(己二酸丁二醇酯)。特別可用的脂族聚酯包括衍生自半結(jié)晶聚乳酸的脂族聚酯。聚乳酸(或聚丙交酯)的主要降解產(chǎn)物是乳酸(這在自然界中是常見的)，是無毒的并且廣泛用于食品、制藥和醫(yī)學(xué)行業(yè)。聚合物可通過乳酸二聚體、丙交酯的開環(huán)聚合反應(yīng)制備而成。乳酸具有光學(xué)活性，并且二聚體存在四種不同的形式L，L-丙交酯、D，D-丙交酯、D，L-丙交酯(內(nèi)消旋丙交酯)以及L，L-丙交酯和D,D-丙交酯的外消旋混合物。通過聚合這些作為純化合物或作為共混物的丙交酯，可獲得具有不同立體構(gòu)型和不同物理特性(包括結(jié)晶度)的聚丙交酯聚合物。L,L-丙交酯或D，D-丙交酯生成半結(jié)晶聚丙交酯并且是優(yōu)選的，同時衍生自D,L-丙交酯的聚丙交酯是非晶態(tài)的。聚丙交酯優(yōu)選具有高對映體比率以最大化聚合物固有的結(jié)晶度。聚(乳酸)的結(jié)晶度是基于聚合物主鏈的規(guī)整性和與其它聚合物鏈線性結(jié)晶的能力。如果相對少量的一種對映體(例如D-)與相對的對映體(例如L-)共聚合，聚合物鏈會變?yōu)椴灰?guī)則的形狀，并且結(jié)晶較少?；谶@些原因，為了最大化結(jié)晶度，期望具有的聚(乳酸)為至少85%，優(yōu)選至少90%，并且最優(yōu)選至少95%的一種異構(gòu)體。近似等摩爾的D-聚丙交酯和L-聚丙交酯的共混物也可用于本發(fā)明中。與D-聚丙交酯和L-聚丙交酯各自相比(約190°C)，該共混物形成了具有較高熔點(diǎn)(約21(TC)的獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)，并且具有改善的熱穩(wěn)定性?？蓞⒖糎.Tsuji等人的Polymer《聚合物》，1999年第40巻第6699-6708頁。也可使用聚(乳酸)與其它脂族聚酯的共聚物，包括嵌段和無規(guī)共聚物?？捎玫墓簿蹎误w包括乙交酯、e-丙內(nèi)酯、四甲基乙交酯、e-丁內(nèi)酯、Y-丁內(nèi)酯、新戊內(nèi)酯、2-羥基丁酸、a-羥基異丁酸、a-羥基戊酸、a-羥基異戊酸、a-羥基己酸、a-羥基丁酸、a-羥基異己酸、a-羥基-3-甲基戊酸、a-羥基辛酸、a-羥基癸酸、a-羥基肉豆蔻酸和a-羥基硬脂酸。聚(乳酸)與一種或多種其它脂族聚酯或一種或多種其它聚合物的共混物也可用于本發(fā)明中?？捎玫墓不煳锏睦影ň?乳酸)和聚(乙烯醇)、聚乙二醇/聚丁二酸酯、聚環(huán)氧乙烷、聚己內(nèi)酯和聚乙交酯。在脂族聚酯與第二非晶態(tài)或半結(jié)晶聚合物的共混物中，如果第二聚合物以相對較小的量存在，第二聚合物通常會形成分散在脂族聚酯連續(xù)相中的離散相。由于共混物中第二聚合物的量的增加，因此將達(dá)到一個組成范圍，在該組成范圍內(nèi)第二聚合物不再易于被確定為分散相或離散相。共混物中第二聚合物的量的進(jìn)一步增加將生成兩個雙連續(xù)相，然后引起相轉(zhuǎn)化(其中第二聚合物成為連續(xù)相)。優(yōu)選地，脂族聚酯組分形成連續(xù)相，同時第二組分形成分散在第一聚合物的連續(xù)相中的不連續(xù)相或分散相，或者兩種聚合物形成雙連續(xù)相。當(dāng)?shù)诙酆衔镆宰阋孕纬呻p連續(xù)相的量存在時，隨后的取向和微纖維化可形成包含兩種聚合物的微纖維的復(fù)合制品?？捎玫木郾货タ赏ㄟ^以下專利所述進(jìn)行制備美國專利No.6,111,060(葛魯柏(Gmber)等人);美國專利No.5,997,568(劉(Lm));美國專利No.4，744,365(卡普蘭(K叩lan)等人);美國專利No.5,475,063(卡普蘭等人)；WO98/24951(蔡(Tsai)等人)；WO00/12606(蔡等人)；WO84/04311(林(Lin));美國專利No.6，l17,928(希爾圖南(Hilt置n)等人);美國專禾ijNo.5,883，199(麥卡錫(McCarthy)等人)；WO99/50345(科斯塔德(Kolstad)等人)；WO99/06456(王(Wang)等人)；WO94/07949(葛魯柏等人);WO96/22330(蘭德爾(Randall)等人);WO98/50611(賴安(Ryan)等人);美國專利No.6143863(葛魯柏等人);美國專利No.6,093，792(格羅斯(Gross)等人);美國專利No.6，075，118(王等人)和美國專利No.5，952，433(王等人)，以上各個美國專利的公開內(nèi)容以引用的方式并入本文。也可參考J.W.Leensag,et^Appl.PolvmerScience,1984,29,2829-2842(李斯拉格等人，《應(yīng)用聚合物科學(xué)雜志》，1984年，第29巻第2829-2842頁)和H.R.Kricheldorf,Chemosphere,2001,43,49-54(克瑞德夫，《光化層》，2001年，第43巻第49-54頁)。制備微薄片或微纖維化制品時，應(yīng)選擇聚合物的分子量以使得聚合物在給定的加工條件下是可熔融加工的。聚丙交酯的分子量(例如)可為約10,000至300,000并且優(yōu)選為約30,000至200,000。對于聚丙烯和聚乙烯來說，分子量可為5,000至500,000并且優(yōu)選為約190,000至300,000?？扇廴诩庸な侵妇酆衔锊牧显谟糜谔幚肀∧さ臏囟认率橇黧w或可用泵抽取的，并且在該溫度下沒有顯著降解或膠凝。一般來講，聚合物的分子量超過纏結(jié)分子量，其通過粘度對分子量(Mn)的雙對數(shù)坐標(biāo)圖而確定。高于纏結(jié)分子量時圖的斜率為約3.4，然而分子量較低的聚合物的斜率為1。為了獲得盡可能大的物理特性并且使聚合物薄膜適合纖維化，聚合物鏈需要沿兩條主軸取向(雙軸取向)。分子取向的程度通常由拉伸比(即縱向和橫向尺寸的最終長度與初始長度之比)限定。取向可以通過包括壓延和長度定向等步驟的技術(shù)組合得以實(shí)現(xiàn)。選擇取向的條件以使得薄膜的完整性得以維持。因此，當(dāng)縱向和/或橫向拉伸時，選擇溫度以避免連續(xù)相的基本撕裂或分裂并且使薄膜完整性得以維持。如果溫度過低或取向比過高，薄膜會特別易于撕裂或者甚至受到重大損傷。優(yōu)選地，取向溫度高于連續(xù)相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。這種溫度條件允許在X和Y方向具有最大取向而不損懷薄膜的完整性，使薄膜的空隙形成最大化，并且因此盡可能地使表面微纖維化變得容易。在薄膜中，當(dāng)變形應(yīng)力由于取向超過聚合物分子的解纏比率時，會發(fā)生小的破損或撕裂(微空隙)?？蓞⒖?例如)RogerS.PorterandLi-HuiWang，JournalofMacromolecularScience-Rev.Macromol.Chem.Phys.，C35(l),63-115(1995)(波特和王麗輝，《高分子科學(xué)期刊-高分子物理化學(xué)》，第C35(l)巻，第63-115頁(1995年))。已經(jīng)開發(fā)出制備高取向微纖維化熱塑性聚合薄膜的一般方法。聚合物薄膜通過使用T型?；?衣架模"的典型熔體擠出而形成，并且使用多輥層疊件而進(jìn)行淬火。將輥的溫度維持在2TC左右，使得擠出的薄膜迅速地淬火并且使結(jié)晶最小化，即，該薄膜基本上為非晶態(tài)。然后，使用兩步法拉伸薄膜或擠出的外形。在第一步中，在高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下，將薄膜以相對較高的應(yīng)變速率拉伸到足夠的拉伸比使得薄膜產(chǎn)生微空隙，但不會受到重大損壞。該薄膜可通過多種方法進(jìn)行拉伸，包括但不限于輥拉(壓延)、使用熱軋輥的縱向取向、區(qū)域拉伸或液體培養(yǎng)基中的熱拉伸?？v向取向已被廣泛用于傳統(tǒng)的薄膜加工，這種薄膜加工經(jīng)常用在順序雙軸取向加工的第一步中。如果使用成空隙劑，由于粒子從熱塑性聚合物脫粘可實(shí)現(xiàn)廣泛的空隙形成。同樣，成空隙劑可以被添加到聚合物熔體中以改善微纖維化效率，例如非相容聚合物、二氧化硅、碳酸鈣或云母材料，或用以賦予微纖維所需的特性，例如抗靜電劑或著色劑。通常，第一步中可根據(jù)使用的聚合物達(dá)到4:1-6:1的拉伸比。用于制備微纖維薄片或微薄片的雙軸取向的薄膜和微纖維化這類薄膜的工藝在美國專利No.6,331,433中有所描述，該專利也以引用的方式并入本文。第二步的拉伸過程在低于聚合物熔點(diǎn)并比第一步溫度較高的拉伸溫度下進(jìn)行。在這一步中，所述薄膜被進(jìn)一步拉伸為較高的比率并且觀察到微纖維結(jié)構(gòu)。分子取向的增加可使用X射線散射進(jìn)行測量并且通過DSC改變結(jié)晶度。通常在第二步中，由于施加在該方法中的更高取向和溫度，結(jié)晶度顯著增加。優(yōu)選的拉伸方法是使用以不同速度運(yùn)行的熱軋輥進(jìn)行縱向取向。最終的有空隙的或有微空隙的薄膜具有銀色外觀并且在拉伸方向(縱向)上可被容易地分裂。另外的拉伸步驟使得薄膜進(jìn)一步取向，但并不是必要的。例如，有了聚丙交酯，薄膜可被拉伸其長度的6倍以上。在一個實(shí)施例中，有了聚丙交酯，總拉伸比大于6:1并且優(yōu)選在9:1至約18:1的范圍內(nèi)。"總拉伸比"為薄膜最終面積與薄膜初始面積的比率。此外，結(jié)晶可在熔融處理過的薄膜中形成，該薄膜包含(例如)脂族聚酯和空隙引發(fā)組分。優(yōu)選的是，脂族聚酯薄膜基本上非晶態(tài)并且通過后續(xù)加工(例如壓延、拉伸、再結(jié)晶和再結(jié)晶后的退火)的最佳結(jié)合增加了結(jié)晶度。據(jù)信薄膜結(jié)晶度的最大化將提高微纖維化效率。通常，脂族聚酯被澆鑄為基本非晶態(tài)的薄膜，然后通過應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶使結(jié)晶度增加。具體可用的脂族聚酯/空隙引發(fā)組分共混物的組合包括，例如聚丙交酯和無機(jī)粒子(例如CaC03)以及聚丙交酯和聚丙烯。薄膜或泡沬可以在高于熱塑性聚合物相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下通過沿相互垂直的方向拉伸來進(jìn)行雙軸取向。一般來講，薄膜首先沿一個方向進(jìn)行拉伸，然后沿垂直于第一個方向的第二方向拉伸。然而，如果需要，拉伸可以沿兩個方向同時進(jìn)行。在典型的工藝中，薄膜首先沿一系列旋轉(zhuǎn)輥上或兩對壓送輥之間的擠壓方向進(jìn)行拉伸，然后通過拉幅機(jī)裝置沿其橫向方向進(jìn)行拉伸。薄膜可以沿每個方向進(jìn)行拉伸，最多在其拉伸方向上達(dá)到初始尺寸的2至10倍。對于一些聚合材料，優(yōu)選的是將橫向方向的拉伸限制為小于2倍。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，如果薄膜沿第一方向(例如沿縱向方向)進(jìn)行取向，并且隨后沿其垂直方向進(jìn)行大于2倍的取向，則微纖維化膜的能力將喪失。優(yōu)選的是，薄膜沿第一方向單軸取向到期望的拉伸比，然后沿垂直方向進(jìn)行小于2倍的單軸取向。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在單軸取向中，通過拉幅機(jī)裝置可以抑制薄膜沿橫向方向收縮，并且這種抑制會對薄膜施加小程度的雙軸取向。這種小程度的雙軸取向可以增強(qiáng)隨后的微纖維化。可對拉伸后的薄膜進(jìn)一步加工。例如，薄膜可通過使薄膜經(jīng)受足以進(jìn)一步使脂族聚酯組分結(jié)晶的溫度同時抑制薄膜在兩個拉伸方向縮回而進(jìn)行退火或熱定型。取向后，可將空隙施加到不混溶共混物的薄膜上。隨著薄膜的拉伸，由于兩種組分的不混溶性和兩相之間較差的附著性，兩種組分分離。當(dāng)薄膜包含連續(xù)相和不連續(xù)相時，不連續(xù)相用于引發(fā)在連續(xù)相的基質(zhì)中仍保持基本上離散、不連續(xù)的空隙。當(dāng)兩個連續(xù)相存在時，形成的空隙在整個聚合物薄膜上是基本上連續(xù)的。典型的空隙具有主要尺寸X和Y，分別與縱向和橫向的取向度成比例。次要尺寸Z(垂直于薄膜平面)仍保持基本上與取向前離散相(空隙引發(fā)組分)的橫截面尺寸相同。由于不混溶共混物的相之間較差的應(yīng)力傳遞，因此出現(xiàn)空隙。據(jù)信共混物組分之間的低分子吸引力是造成不混溶相行為的原因；當(dāng)薄膜通過取向或拉伸而受力時，低界面張力導(dǎo)致空隙的形成?？障毒哂邢鄬ζ教沟男螤?、不規(guī)則的尺寸，并且缺乏明顯的界線?？障锻ǔＥc薄膜共面，具有縱向(X)和橫向(Y)(取向的方向)的主軸?？障兜某叽缡强勺兊牟⑶遗c離散相的尺寸和取向度成比例。具有相對較大的離散相區(qū)域和/或相對較高取向度的薄膜將產(chǎn)生相對較大的空隙。具有高離散相比例的薄膜通常會產(chǎn)生在取向上空隙含量相對較高的薄膜?？障对诒∧せ|(zhì)中的尺寸，分布和數(shù)量可通過諸如小角度X射線散射法(SAXS)、共聚焦顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)或密度測量法之類的技術(shù)而確定。另外，由于顯著的空隙含量，對薄膜進(jìn)行視覺檢測可發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)的不透明度或銀色的外觀。由含有用于生成空隙的次要不混溶組分的聚合物混合物形成的泡沫和薄膜對于形成片狀微纖維化制品是重要的。通常，經(jīng)連續(xù)工藝取向的泡沫或薄膜可以在縱向方向上獲得最多約6:1的拉伸比，以及在橫向方向上最多約10:1的拉伸比。在批量方法取向的薄膜或泡沫中，可以在縱向和橫向方向上均獲得最多約15:1的拉伸比。一般來講，較大的空隙含量增強(qiáng)了隨后的微纖維化，并且隨后，使用本發(fā)明的方法，對于單軸取向薄膜，纖維的產(chǎn)量也就更大。優(yōu)選地，當(dāng)制備的制品具有至少一個微纖維化表面時，通過密度進(jìn)行測量，聚合物薄膜將具有超過5%，更優(yōu)選超過10%;也就是說，改變的密度除以初始密度；(S初始-5最終)/5初始。出人意料的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)空隙可在遠(yuǎn)不及將微空隙賦予之前所述有微空隙的薄膜所必需的條件嚴(yán)苛的條件下，被賦予給兩種組分(第一聚合物和空隙引發(fā))聚合物薄膜。據(jù)信不混溶共混物(具有有限的兩相溶解度和大于零的混合自由能)有利于形成隨后的微纖維化必需的空隙。此外，通過在第一取向階段中利用較低的取向溫度以輔助形成空隙。由于微空隙通常是非細(xì)胞的、相對平面的并且具有薄膜縱向(取向的方向)上的主要軸線，因此具有微空隙的薄膜不同于其它具有空隙的薄膜或制品，例如具有微空隙的薄膜或泡沫制品。微空隙通常不互相連接，但是鄰近的微空隙可相、-父。取向溫度過低可導(dǎo)致薄膜外觀不均勻。第一取向溫度的增加可減少不均勻的拉伸，獲得外觀更均勻的拉伸薄膜。第一取向溫度還會影響取向過程中發(fā)生的成空隙量。在空隙形成發(fā)生的溫度范圍內(nèi)，取向溫度越低，通常在取向過程中發(fā)生的空隙形成量越大。隨著第一取向溫度的升高，空隙形成的程度被降低到消除點(diǎn)。樣品的電子顯微圖顯示出，在沒有空隙形成發(fā)生的溫度下，離散相區(qū)域在拉伸過程中通常會變形。這與高度成空隙的取向樣品形成對比；高度成空隙的取向樣品的電子顯微圖顯示出分散相區(qū)域在取向期間保持其近似的形狀。希望第二取向在相同的方向或在垂直于第一取向的方向。該第二取向溫度通常類似于或高于第一取向溫度。由于可觀的微空隙含量，薄膜的視覺檢測可顯示出增強(qiáng)的不透明度或銀色的外觀，所述空隙含量可用作制備微纖維化表面的取向薄膜的適合性實(shí)證檢驗(yàn)。相反，缺乏可觀微空隙含量的薄膜表面具有透明的外觀。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，缺乏可觀微空隙含量的取向薄膜即使可被縱向分裂仍不易于微纖維化，這是具有纖維形態(tài)的高取向聚合物薄膜的特征。薄膜的厚度將根據(jù)所需的最終用途進(jìn)行選擇并且可通過對工藝條件的控制而實(shí)現(xiàn)。澆注薄膜通常具有的厚度小于100密耳(2.5mm)，并且優(yōu)選在20至70密耳(0.8至1.8mm)之間。然而，根據(jù)獲得的制品所需的特性，可以澆注出該范圍以外的厚度。澆鑄薄膜和吹塑薄膜也可用于制備微纖維化制品。薄膜的最終厚度將通過澆注厚度和取向度部分確定。對于大多數(shù)用途，微纖維化前的薄膜最終厚度將為1至20密耳(0.025至0.5mm)，優(yōu)選為3至10密耳(0.075至0.25mm)。此外，本文所述的方法也可以有利地用于已同時進(jìn)行了雙軸拉伸的薄膜。這種拉伸可以采用(例如)美國專利No.4，330,499(沃弗塞斯(Aufsess)等人)和美國專利No.4,595,738(胡夫納格爾(Hufnagel)等人)中所公開的方法和裝置實(shí)現(xiàn)，更優(yōu)選地采用美國專利No.4,675,582(荷姆斯(Hommes)等人)；美國專利No.4,825,111(荷姆斯等人)；美國專利No.4，853，602(荷姆斯等人)；美國專利No.5,036,262(史科貝許(Schonbach));美國專利No.5,051,225(荷姆斯等人)和美國專利No.5,072,493(荷姆斯等人)中所公開的方法和裝置實(shí)現(xiàn)，這些專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。根據(jù)擠出制品的厚度、溫度和薄膜淬火的方法，熱塑性基底的形態(tài)在整個制品的厚度上可不相同，也就是說，兩個表面的形態(tài)和/或表面與基質(zhì)的形態(tài)可以不同。形態(tài)上的較小差別通常不會阻止微纖維化表面在薄膜的任一個主表面上形成，但是如果制品的兩個表面上都需要微纖維化表面，優(yōu)選地要小心控制澆注條件以確保在整個制品厚度上相對均勻的非晶態(tài)形態(tài)。用于本發(fā)明的聚合物基質(zhì)包括平均長度為20微米或更少的微薄片和/或微纖維化制品。微纖維化材料還可包括雙軸取向的聚合物和泡沫聚合物，優(yōu)選的是熱塑性聚合物。泡沫可通過添加一種或多種聚合物和氣體或超臨界的流體到雙螺桿或單螺桿擠出機(jī)中采用擠出加工而制成。其后，泡沫聚合物為雙軸取向的。示例性高熔融強(qiáng)度的可發(fā)泡熱塑性聚合物包括可由丙烯均聚物組成的聚丙烯或可包含丙烯單體含量為50重量％或以上的共聚物的聚丙烯?？砂l(fā)泡聚丙烯可包含丙烯均聚物或共聚物與非丙烯均聚物或共聚物的均聚物或共聚物的混合物或共混物。其它含微纖維化聚丙烯的材料和制品在美國專利No.6,692,823(科迪(Kody)等人)、美國專利6,468,451(佩雷斯等人)和美國專利No.6,890,649(霍布斯等人)中有所描述。在一個實(shí)施例中，微纖維和/或微纖維化制品可采用美國專利No.6，110,588中所述的方法由具有微空隙的薄膜制備而成，該專利的整個公開內(nèi)容以引用方式并入。本發(fā)明所公開的具有微空隙的薄膜得自具有應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶度的熔融處理過的高取向半結(jié)晶薄膜。應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶度是可通過諸如壓延、退火、拉伸和再結(jié)晶等后續(xù)加工的最佳結(jié)合而獲得的結(jié)晶度。取向熱塑性薄膜可通過施加足夠的流體能量到表面以從聚合物基質(zhì)釋放微纖維而被微纖維化。相對于傳統(tǒng)的機(jī)械纖維化過程，在微纖維化過程中，相對更大量的能量被施加到薄膜表面以釋放微薄片。微薄片是由雙軸取向的、有空隙的熱塑性基體或泡沫熱塑性基體而獲得的。微纖維化后，大部分材料表面包括片狀結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)的平均厚度為1至20微米，優(yōu)選地為小于5微米，并且平均寬度為l至數(shù)百微米、優(yōu)選地為約5至約30微米。片狀結(jié)構(gòu)通?？梢燥@示具有大于0.5m"g的表面積，優(yōu)選地大于0.7m2/g，以上是在氮?dú)庾鳛楸晃瘴镔|(zhì)的條件下采用Autosorb-6物J里卩及P付分t斤儀(Autosorb-6PhysisorptionAnalyzer)(康塔儀器公司(佛羅里達(dá)州博茵頓沙灘)(QuantachromeInstruments,BoyntonBeach,FL))。掃描電子顯微鏡顯示出用于本發(fā)明的微薄片通常彼此平行，并且形狀如同一塊板或板狀絲帶，其中微薄片的兩個尺寸的長度尺度是微薄片的第三尺寸的長度尺度的至少10倍，優(yōu)選地至少20倍。微薄片的片狀表面的長寬比可以在1:1到1:20的范圍內(nèi)，并且可取決于薄膜或泡沫的取向的平衡。拉伸較不平衡會導(dǎo)致更易形成條帶狀的微薄片。此外，薄片可以彼此相連，并且往往在寬度和長度方向上是連續(xù)的。尺寸可以用掃描電鏡進(jìn)行測量。因此，表面積超過所期望的矩形成型微纖維的表面積，并且這種表面積增強(qiáng)了與諸如混凝土和熱固性塑料等基質(zhì)的粘結(jié)，以及在需要時提供更大的表面積用于增強(qiáng)可生物降解性?？蛇x地，在微纖維化前，薄膜可通過傳統(tǒng)的機(jī)械方法經(jīng)微纖維化步驟由雙軸取向的薄膜制備宏觀薄片。機(jī)械纖維化的傳統(tǒng)方法使用具有切割元件(例如接觸移動薄膜的針或齒)的轉(zhuǎn)鼓或輥。齒可完全或部分地穿透薄膜的表面，以在其上施加宏觀纖維化表面。其它類似的宏觀纖維化處理是已知的，并且包括如扭曲、刷(如用針輥)、摩擦(例如用皮革墊)和彎曲等機(jī)械作用。通過這種傳統(tǒng)的宏觀纖維化方法獲得的薄片在尺寸上是宏觀的，通常在其橫截面上為數(shù)百微米。使薄膜表面微纖維化的一種方法是通過流體噴射的方式。在該方法中，一個或多個細(xì)液流的射流沖擊熱塑性聚合物薄膜的表面(可通過篩網(wǎng)或移動帶支承)，從而從聚合物基質(zhì)釋放微薄片。薄膜的一個或兩個表面可被微纖維化。微纖維化的程度取決于薄膜暴露于流體噴射的時間、流體噴射的壓力、流體噴射的橫截面積、流體接觸角、聚合物特性，并且在較小程度上取決于流體溫度。不同類型和尺寸的篩網(wǎng)可用于支承薄膜。可使用任何類型的流體或氣流。液態(tài)流體可包括水或有機(jī)溶劑，例如乙醇或甲醇?？墒褂眠m合的氣體(例如氮?dú)?、空氣或二氧化?以及液體和氣體的混合物。任何這類流體優(yōu)選為非溶脹的(即不被聚合物基質(zhì)吸收)，這會降低微薄片的取向和結(jié)晶度。為了在微纖維化過程中施加電荷，優(yōu)選的流體為水并且最優(yōu)選為基本上不含任何污染物(例如可消除靜電電荷的鹽或礦物質(zhì))的去離子或蒸餾水。流體溫度可升高，盡管使用環(huán)境溫度流體可獲得合適的結(jié)果。流體的壓力應(yīng)足以施加一些程度的微纖維化到薄膜的至少一部分，并且適合的條件可根據(jù)流體、聚合物的性質(zhì)(包括組分和形態(tài))、流體噴射的構(gòu)造、沖擊的角度和溫度而廣泛改變。一般來講，與具有微空隙的薄膜相比，使有空隙的薄膜和有空隙的泡沫微纖維化所需的條件不那么嚴(yán)苛。通常，雖然可使用更低的壓力和更長的暴露時間，但流體在室溫下以及大于6800kPa(1000psi)(優(yōu)選大于10，300kPa(1500psi))的壓力下為水。這種流體通常將施加基于以下條件計算所得的最小iow或20W/cm2:假定流體具有不可壓縮性、表面是光滑的并且摩擦不產(chǎn)生損失。流體噴射的構(gòu)造(即橫截面形狀)可以大致呈圓形，但也可采用其它形狀。該射流可包括橫貫部分薄膜或橫貫薄膜寬度的狹槽。射流可以是靜止的，當(dāng)薄膜相對于射流傳輸時，射流可相對于靜止薄膜移動，或薄膜和射流可相對于彼此移動。例如，薄膜可通過送料輥的方式在縱向方向上傳輸，同時射流橫向移動到纖維網(wǎng)。優(yōu)選地，使用多個射流，這時薄膜利用輥傳輸通過微纖維化室，并且薄膜由篩網(wǎng)或纖維織品支承，這使得流體從微纖維化表面流出。薄膜可在單程中微纖維化，或作為另外一種選擇，薄膜可利用多次通過射流而微纖維化。可構(gòu)建射流以使得全部或部分薄膜表面被微纖維化。作為另外一種選擇，可構(gòu)建射流以使得僅所選的薄膜區(qū)被微纖維化。薄膜的某些區(qū)域也可使用常規(guī)的掩蔽劑進(jìn)行掩蔽以使所選的區(qū)域沒有被微纖維化。同樣，可執(zhí)行該方法使得微纖維化表面僅部分穿透或完全通過起始薄膜的厚度。如果期望微纖維化表面通過薄膜的厚度拉伸，可選擇條件以使得制品的完整性得以維持，并且薄膜沒有被切斷形成各個紗線或薄片。篩網(wǎng)或網(wǎng)孔可被用于在微纖維化制品的表面上形成圖案。例如可使用水纏繞機(jī)器通過使纖維材料暴露于流體噴射以使一個或兩個表面微纖維化。水纏繞機(jī)器通常通過使用高速水射流用于增強(qiáng)微纖維或紗線的膨松度，以在纖維網(wǎng)粘結(jié)過程中包裹或纏繞各個微纖維，也被稱為水射流或水刺。作為另外一種選擇，可使用高壓水射流(具有旋轉(zhuǎn)或振動頭)，也允許人工控制流體射流的噴射。使用流體射流可以控制微纖維化的程度以提供低程度或高程度的微纖維化?？善谕统潭鹊奈⒗w維化通過在表面部分地暴露盡可能少量的微纖維而增大表面積，從而施加纖維紋理到薄膜的表面。因此，增大的表面積增強(qiáng)了表面的可粘合性。這種制品是有用的，例如作為研磨涂層的基板和作為印刷接受面，如鉤環(huán)扣件、夾層粘接劑和背襯帶。相反，需要高程度的微纖維化以將高纖維紋理施加到表面以提供類似布的薄膜、絕緣制品、過濾制品或提供用于隨后從聚合物基質(zhì)采收各個微薄片(即微薄片的移除)。在另一個實(shí)施例中，微纖維化可以通過將樣品浸入高能量空化介質(zhì)中來進(jìn)行。完成這類空化的一種方法是通過向流體施加超聲波。微纖維化的速率取決于空化強(qiáng)度。超聲波系統(tǒng)可以從低聲波振幅、低能量的超聲波清洗器到聚焦低振幅系統(tǒng)，直到高振幅、高強(qiáng)度的聲學(xué)探針系統(tǒng)。一種方法(包括超聲波能量的應(yīng)用)涉及在纖維薄膜所沉浸的液體介質(zhì)中使用探針系統(tǒng)。喇叭形輻射體(探針)應(yīng)至少部分地浸在液體中。對于探針系統(tǒng)，取向薄膜在介質(zhì)中通過放置在振蕩的喇叭形輻射體與穿孔金屬板或篩網(wǎng)之間(其它放置的方法也是可能的)而經(jīng)受超聲波振動。有利的是，使用超聲波時薄膜的兩個主表面都被微纖維化。微纖維化在纖維材料中的深度取決于空化強(qiáng)度、在空化介質(zhì)中花費(fèi)的時間量以及纖維材料的特性?？栈瘡?qiáng)度是許多可變因素，例如施加的幅度和振動頻率、流體特性、流體溫度和施加的壓力以及在空化介質(zhì)中的位置。強(qiáng)度(每單位面積的功率)通常在喇叭形輻射體下達(dá)到最高，但是這可能會受到聲波調(diào)焦的影響。方法包括將薄膜設(shè)置在空化介質(zhì)(通常為水)中超聲波喇叭形輻射體和薄膜支承體之間，該空化介質(zhì)保持于槽中。由于極端空化在該區(qū)域內(nèi)發(fā)生，因此該支承體用于抑制薄膜從喇叭形輻射體脫離。薄膜可由各種裝置支承，例如篩網(wǎng)(可被穿孔的旋轉(zhuǎn)裝置)，或通過調(diào)整可將薄膜送入超聲波浴的張力輥進(jìn)行支承。薄膜對喇叭形輻射體的張力可作為另外一種選擇使用，但是正確的定位可提供更好的纖維化效率。薄膜的相對面與喇叭形輻射體和篩網(wǎng)之間的距離通常小于約5mm(0.2英寸)。可調(diào)節(jié)從薄膜到槽底部的距離以產(chǎn)生可在薄膜上最大化空化能量的駐波，或者作為另外一種選擇，可使用其它聚焦技術(shù)。也可使用其它喇叭形輻射體到薄膜的距離。當(dāng)薄膜設(shè)置在喇叭形輻射體的附近或在距離喇叭形輻射體四分之一波長處時，通常會產(chǎn)生最好的結(jié)果，然而這取決于諸如流體容器的形狀和使用的輻射面等因素。通常將樣品設(shè)置在喇叭形輻射體的附近或者第一或第二四分之一波長處是優(yōu)選的。超聲波壓力振幅可表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage30</formula>強(qiáng)度可表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage30</formula>其中P。-最大(峰值)聲壓振幅1=聲強(qiáng)B二介質(zhì)的體積模量入=介質(zhì)中的波長y,皿-峰值聲幅p=介質(zhì)的密度，以及0=介質(zhì)中的波速。超聲波清洗浴系統(tǒng)通?？稍?至10W/cn^的范圍內(nèi)，而喇叭形輻射體(探針)系統(tǒng)可達(dá)到300至1000W/cn^或更高。一般來講，這些系統(tǒng)的功率密度水平(每單位面積的功率，或強(qiáng)度)可通過將傳送的能量除以輻射面的表面積而確定。然而，由于流體中的波衰減，實(shí)際強(qiáng)度可能會有所降低。選擇條件以使得可提供聲空化。一般來講，較高的振幅和/或施加的壓力在介質(zhì)中提供較多的空化。一般來講，空化強(qiáng)度越高，產(chǎn)生微薄片的速率越快，從而獲得的微薄片越細(xì)(直徑越小)。不受理論的束縛，據(jù)信高壓沖擊波由初始空化氣泡的伸縮而產(chǎn)生，其沖擊薄膜導(dǎo)致微纖維化。超聲波振動頻率通常為20至500千赫，優(yōu)選為20至200千赫，并且更優(yōu)選為20至100千赫。然而，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，也可利用聲波頻率。功率密度(每單位面積的能量，或強(qiáng)度)可以在lW/cn^至lkW/cn^或更高的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選的是，功率密度為10W/ci^或更高，并且優(yōu)選為50W/crr^或更高。薄膜和喇叭形輻射體之間的間隙可為(但不限于)0.001至3.0英寸(0.03至76mm)，優(yōu)選為0.005至0.05英寸(0.13至1.3mm)。溫度可以在5至15(TC，優(yōu)選在10至IO(TC，并且更優(yōu)選在20至6(TC的范圍內(nèi)。表面活性劑或其它添加劑可添加到空化介質(zhì)中或結(jié)合到纖維薄膜中。處理時間取決于樣品的初始形態(tài)、薄膜厚度和空化強(qiáng)度。該時間可在1毫秒至一小時，優(yōu)選地在1/10秒至15分鐘，并且最優(yōu)選地在二分之一秒至5分鐘的范圍內(nèi)。此外，在任一種微纖維化方法中，微纖維化的程度或深度可以被控制。可以制備微纖維化制品，其中微纖維化的深度(即微纖維化層的厚度)少達(dá)10微米，但可以是50微米或更高、IOO微米或更高，甚至達(dá)到完全微纖維化膜的厚度。可期望低程度的微纖維化通過在表面部分地暴露盡可能少量的微薄片而增大表面積，從而施加纖維紋理到薄膜的表面。相反，需要高程度的微纖維化以將高纖維紋理施加到表面以提供類似布的薄膜、絕緣制品和過濾諱'j品。在任一種微纖維化方法中，大部分的微薄片由于從聚合物基質(zhì)不完全釋放而保持與纖維網(wǎng)的連接。有利的是，微纖維化制品(已固定到纖維網(wǎng)上)提供了方便并且安全的處理、存儲和傳送微薄片的方法。對于許多專利申請，期望使微薄片保持固定在纖維網(wǎng)上，如美國專利No.6,645,618(霍布斯等人)和美國專利No.6,890,649(霍布斯等人)中所述，這些專利以引用方式并入本文?？蛇x地，微薄片可通過諸如用針輥、刮削等機(jī)械方法從薄膜的表面進(jìn)行采收。由于各個微薄片的高模量，采收的微薄片通常保持其膨松度(蓬松度)。如果需要，蓬松度可通過傳統(tǒng)的方法進(jìn)行改善，例如那些用于增強(qiáng)吹塑微薄片蓬松度的方法，例如通過增加人造短纖維。用于本發(fā)明的微纖維化制品和微薄片呈現(xiàn)對細(xì)胞生長來說非常重要的纖維尺寸。板狀的微薄片有利于細(xì)胞附著，其中較高的表面積應(yīng)使用脂族聚酯快速降解。亞細(xì)胞薄片尺寸的微薄片具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和懸垂性，并且可以連續(xù)法進(jìn)行制備。如本發(fā)明中所述，組織細(xì)胞需要固體基質(zhì)，細(xì)胞在固體基質(zhì)上可移動并僅伸出很短的凸起到液體介質(zhì)中。在人體中，膠原、其它細(xì)胞外纖維或其它細(xì)胞的表面會用作固體基質(zhì)。同樣，細(xì)胞可以容易地蠕動到玻璃和其它共同組織培養(yǎng)基質(zhì)上。組織細(xì)胞的運(yùn)動性可受到基質(zhì)(例如微薄片)的粘附性和物理形狀的強(qiáng)烈影響，其中細(xì)胞積聚在粘附性更強(qiáng)的區(qū)域上，并且增加了粘附性梯度。這些細(xì)胞與其基質(zhì)粘附性成比例變平。細(xì)胞可沿著微薄片和曲面取向，該微薄片和曲面優(yōu)先沿著最小局部曲率的方向拉伸和移動。隨著細(xì)胞的生長，與另一細(xì)胞的接觸可抑制彼此的運(yùn)動。然而，白細(xì)胞和癌細(xì)胞對于抑制及其擴(kuò)散性是相對不敏感的。來源于組織的細(xì)胞(例如哺乳動物細(xì)胞)可在作為合成環(huán)境的細(xì)胞培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。完全生長培養(yǎng)基被定義為包含營養(yǎng)物質(zhì)，并且被稱為微生物或細(xì)胞可在其上或在其中生長的物質(zhì)。細(xì)胞培養(yǎng)基含有鹽、碳水化合物、維生素、氨基酸和代謝前體。另外，該培養(yǎng)基可用血清、生長因子、痕量元素、激素和抗生素進(jìn)行補(bǔ)充，被稱之為完全生長培養(yǎng)基。培養(yǎng)基沖洗附著在容器表面的細(xì)胞，培養(yǎng)物可以在其中生長，并且隨后進(jìn)行繼代培養(yǎng)。在沒有添加激素或生長因子的情況下，一些細(xì)胞系會無法生長。培養(yǎng)基的所需組分在各種細(xì)胞系中有所不同，并且構(gòu)成了細(xì)胞培養(yǎng)基的全面清單。一些示例培養(yǎng)基包括伊格爾最低必需培養(yǎng)基、達(dá)爾伯克改良的伊格爾培養(yǎng)基和艾斯科烏改良的達(dá)爾伯克培養(yǎng)基。細(xì)胞培養(yǎng)基專用于其各自的細(xì)胞系。細(xì)胞培養(yǎng)基的列表可得自英杰生命技術(shù)有限公司(InvitrogenCorporation)(加利福尼亞州卡爾斯巴德)。細(xì)胞培養(yǎng)基有益于細(xì)胞生長和發(fā)展。除了列出的營養(yǎng)物質(zhì)以外，培養(yǎng)基幫助維持培養(yǎng)體系中的pH值和滲透度。大多數(shù)脊椎動物細(xì)胞的典型細(xì)胞培養(yǎng)基在260到320mOsm/kg的范圍內(nèi)，較為完善的細(xì)胞系可經(jīng)受更大的滲透壓變化。這同時適用于原核或真核細(xì)胞，即使在實(shí)踐中，細(xì)胞培養(yǎng)是指對衍生自多細(xì)胞真核細(xì)胞、特別是動物細(xì)胞的細(xì)胞進(jìn)行的培養(yǎng)。對于各細(xì)胞類型，培養(yǎng)條件(生長培養(yǎng)基、pH值和溫度)差別較大，并且對于特定的細(xì)胞類型，條件的變化可導(dǎo)致不同的表型被表達(dá)。對于細(xì)胞培養(yǎng)的參考可見于Sanford,K.K.，Thegrowthinvitroofsingleisolatedtissuecells,J.Natl.CancerInst.1948，2,229-246(桑福德，"單個分離組織細(xì)胞的體外培養(yǎng)"，《國家癌癥研究所期刊》，1948年第9巻第229-246頁)；Freshney,R丄，CultureofAnimalCells:AManualofBasicTechnique,4thEd.NewYork:WileyLiss，2000(福士尼，《動物細(xì)胞的培養(yǎng)基本技術(shù)手冊，第4版》，紐約威利-莉斯公司，2000年)；Jacoby,W.B.，Pasten,I.H.，eds.，"MonolayerculturetechniquesinMethodsinEnzymology",CellCulture,1979，近NewYork,AcademicPress(賈柯比、帕斯登，"酶學(xué)方法中的單層培養(yǎng)技術(shù)"，《細(xì)胞培養(yǎng)》，1979年，第58頁，紐約，學(xué)術(shù)出版社)；以及WO00/53721、09/14/2000(威克特(Wickert，P.D.)等人)。通常，用于培養(yǎng)細(xì)胞的容器提供污染屏蔽，以保護(hù)培養(yǎng)，使之不受外部環(huán)境的污染，同時維持適當(dāng)?shù)膬?nèi)部環(huán)境。玻璃和塑料(即聚苯乙烯)最常用于細(xì)胞生長。在本發(fā)明中，微薄片或微纖維化制品可分散在用于培養(yǎng)細(xì)胞的容器內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)基中。將細(xì)胞接種到微纖維化制品的表面上，并且提供其生長環(huán)境。另外，微纖維化制品可包括用于培養(yǎng)細(xì)胞的多孔板裝置的基質(zhì)。使細(xì)胞系生長，并將其保持在適于細(xì)胞培養(yǎng)連續(xù)生長和復(fù)制的條件下。所有細(xì)胞系均源于壽命有限的細(xì)胞培養(yǎng)，但是偶爾有一些細(xì)胞繼續(xù)繁殖，這是因?yàn)檫z傳的不穩(wěn)定性。這些細(xì)胞可無限期地培養(yǎng)。細(xì)胞系可見于美國細(xì)胞、菌種庫(ATCC)生物制品(弗吉尼亞州的馬納薩斯)。如果將細(xì)胞有規(guī)律地分盤，其可被培養(yǎng)更長時間，隨后置換培養(yǎng)基并且稀釋細(xì)胞(首先用胰島素從支承體分離細(xì)胞后)，這稱為繼代培養(yǎng)。如本發(fā)明的文章所述，培養(yǎng)細(xì)胞成功與否關(guān)鍵在于對細(xì)胞在被轉(zhuǎn)移到人工環(huán)境之前所處的自然環(huán)境的模擬。其次，培養(yǎng)的細(xì)胞可經(jīng)常進(jìn)行繼代培養(yǎng)。當(dāng)細(xì)胞匯合達(dá)到約70到90%時，可能必須對其進(jìn)行繼代培養(yǎng)。細(xì)胞單層的繼代培養(yǎng)涉及細(xì)胞間和細(xì)胞到細(xì)胞的表面連接的破損。通常，蛋白質(zhì)粘附連接用胰蛋白酶進(jìn)行消化。在細(xì)胞離散和分散成單細(xì)胞懸液后，細(xì)胞被進(jìn)一步稀釋或分離并被轉(zhuǎn)移到新鮮的培養(yǎng)容器中以進(jìn)行持續(xù)的再附著、生長和分裂。在匯合的細(xì)胞層中細(xì)胞彼此接觸以形成單層。有許多培養(yǎng)基可用來復(fù)制出最好的人工環(huán)境，讓所關(guān)注的細(xì)胞系成功生長。'哺乳動物的細(xì)胞對于傷口愈合的評價是重要的，因?yàn)槠渥罱K產(chǎn)生纖維組織而非新細(xì)胞。例如，小鼠和人的二倍體成纖維細(xì)胞可添加到細(xì)胞培養(yǎng)基中，在高溫下培養(yǎng)，其中每3-5天更換一次培養(yǎng)基，并進(jìn)行繼代。細(xì)胞的單層(細(xì)胞從該單層被移除)將繼續(xù)被培養(yǎng)。細(xì)胞密度對于細(xì)胞生長也是重要的，其中細(xì)胞需要不斷提供的能量和物質(zhì)來維持。完整的細(xì)胞培養(yǎng)基(其中分散著微纖維化制品)支持細(xì)胞的生存。描述培養(yǎng)細(xì)胞的方法。在本發(fā)明中，雙軸取向的熱塑性基體的基質(zhì)具有包括微薄片的片狀表面，并且分散于細(xì)胞培養(yǎng)基中，其中該基質(zhì)上接種有細(xì)胞。所述基質(zhì)起到細(xì)胞外基質(zhì)的作用。對于在組織支架中的細(xì)胞來說，具有起細(xì)胞外基質(zhì)作用的聚合材料是重要的，所述材料使細(xì)胞能在其中生長、粘附和增殖。該基質(zhì)較小的扁平微薄片提供類似于活體組織的用于細(xì)胞生長的基體，在活體組織中存在傷口愈合和組織支架應(yīng)用的可能。微薄片支持細(xì)胞增殖和細(xì)胞附著。當(dāng)微薄片提供大量的開放空間、硬度和平面形態(tài)時，可觀察到這些特性。雙軸取向的熱塑性基體具有包括微薄片的片狀表面，與具有類似尺寸的圓形纖維相比，其幾何形狀對于一些聚合材料的更快的生物降解是重要的，因?yàn)槠渚哂懈蟮谋砻娣e。掃描電子顯微圖顯示出纖維尺寸、幾何形狀和間隙可影響基質(zhì)上的細(xì)胞密度、細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞分散量。微纖維化制品更小的扁平薄片散布程度更高，有更多的細(xì)胞附著點(diǎn)，顯示出具有更高的細(xì)胞密度，如圖1的實(shí)例3中所示。此外，微纖維化制品的三維結(jié)構(gòu)具有剛性，并能抵抗斷裂和坍塌。胞外基質(zhì)指引細(xì)胞彼此相互作用并且促使產(chǎn)生具體的細(xì)胞功能。合成支架可包含生物可降解和生物相容性材料，例如脂族聚酯。支架的微薄片之間的間隙使制品具有高度多孔的特性，允許細(xì)胞滲透以及聚合物降解。在傷口愈合中，特別是在一級和二級傷口中，上皮細(xì)胞移動至傷口表面并在此增殖，形成上皮。生物可降解材料可引導(dǎo)這些細(xì)胞在整個表面上移動并且有利于傷口愈合。聚丙交酯、聚乙交酯和其共聚物以及其它已知的脂族聚酯可在本發(fā)明中使用。這些聚合物的共聚單體含量可用于控制降解時間和速率。可使用各種表面處理，例如等離子體處理、電暈處理和具有指定肽序列的聚合物的吸附。營養(yǎng)物質(zhì)和生長因子也可施加到表面上。微纖維化表面可隨后被接種和培養(yǎng)以形成類似于體內(nèi)組織的功能組織。細(xì)胞外基質(zhì)可進(jìn)一步用作用于大規(guī)模培養(yǎng)的通用細(xì)胞培養(yǎng)基，因?yàn)槠渚哂袌怨痰睦w維強(qiáng)度。培養(yǎng)細(xì)胞需要其可在基質(zhì)上粘附、增殖和分化，并進(jìn)一步發(fā)展新組織的環(huán)境。支架的形態(tài)為細(xì)胞存活提供步驟。合成細(xì)胞外基質(zhì)的體外和體內(nèi)應(yīng)用可使細(xì)胞具有三維的排列方式。細(xì)胞可在該環(huán)境中旺盛地生長，在該環(huán)境中，其行為和生長類似于人體中的細(xì)胞。此外，本發(fā)明提供用作細(xì)胞生長基質(zhì)的制品，其中可被接種的微薄片分散在細(xì)胞培養(yǎng)基中。在脊椎動物中，幾乎所有細(xì)胞都與細(xì)胞外的高分子或細(xì)胞外基質(zhì)的復(fù)雜網(wǎng)狀物相接觸。主要組分為膠原和蛋白聚糖，其中纖絲狀形式的膠原的直徑為0.01到1微米，取決于組織和生物體。傳統(tǒng)培養(yǎng)技術(shù)中所遇到的一個困難是去分化。細(xì)胞通常從其組織特異的細(xì)胞外基質(zhì)分離，接著懸浮在培養(yǎng)基中，在該培養(yǎng)基中，其附著到培養(yǎng)皿的底部形成匯合單層。去分化細(xì)胞可失去其形態(tài)以及其生化和功能特性，導(dǎo)致其表現(xiàn)與在最初的組織環(huán)境中相比完全不同。為了讓細(xì)胞增殖和分化，細(xì)胞附著到微纖維化制品是重要的?；|(zhì)表面可用肽序列進(jìn)行改性以促進(jìn)識別和迅速粘附。包括微薄片的雙軸取向的熱塑性基體的三維基質(zhì)可使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)入基質(zhì)中，并使細(xì)胞廢物擴(kuò)散到基質(zhì)外。使用成纖維細(xì)胞，通過細(xì)胞附著和增殖可使脂族聚酯微薄片參與到三維人造組織的形成中。薄片尺寸、形狀、表面能和可生物吸收性使這些纖維可用作胞外基質(zhì)或用于體內(nèi)應(yīng)用。微纖維化聚合材料，例如聚(乳酸)、聚(碳酸鹽)、聚丙烯與其共聚物和共混物已與培養(yǎng)細(xì)胞一起被研究過，以評價其在細(xì)胞生長中的有效性。對這些材料進(jìn)行取向和微纖維化以獲得三維基質(zhì)。在組織工程中，期望建立能很好地發(fā)揮功能，以代替生命系統(tǒng)中不能正常工作的器官或組織，或成為其一部分的結(jié)構(gòu)。對于代替和恢復(fù)有缺陷的組織或器官，這提供了更有效并且成本更低的方法。在組織工程中，組織的來源將是受試者本身的細(xì)胞，因此能免受人體自身免疫系統(tǒng)的排斥。在大多數(shù)組織工程的情況中，基質(zhì)被用來將細(xì)胞遞送到期望的位置，限定組織的空間，以及引導(dǎo)組織發(fā)展的過程。這些細(xì)胞大部分具有錨定依賴性并且需要可粘附的基質(zhì)以進(jìn)行粘附。理想的是，基質(zhì)起到與人體本身的天然細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)類似的作用。所述ECM使細(xì)胞具有具體的功能并且控制細(xì)胞彼此相互作用的方式。本發(fā)明中使用的合成熱塑性組織支架提供該功能。熱塑性聚合材料提供合成支架的優(yōu)良的實(shí)例。然而，聚合材料優(yōu)選為生物相容性材料。常見的合成聚合材料包括聚(乳酸)(PLA)和聚(e-己內(nèi)酯)PCL，它們是生物可降解材料。這些材料可被擠壓，并且微纖維化，從而形成高度纏結(jié)的多孔材料，該材料具有小于20微米的平均有效長度和小于200微米的寬度。實(shí)例這些實(shí)例僅僅是用于示例性目的，并且無意于限制附帶的權(quán)利要求的范圍。除非另外指明，否則實(shí)例以及說明書其余部分中的所有份數(shù)、百分?jǐn)?shù)、比率等均按重量計。除非另外指明，否則所用溶劑和其它試劑均得自威斯康星州密爾沃基的西格瑪奧德里奇化學(xué)公司?？s寫表縮寫或商品描述纖維-1按照美國專利6,468,451實(shí)例3中所述制備雙軸取向的纖維化泡沫纖維，不同的是使用按重量計70/30的聚乳酸/聚己內(nèi)酯共混物代替PP/彈性體，并且按照美國專利No.6,331，343中所述以4x4比率對泡沫纖維進(jìn)行雙軸取向。聚乳酸具有1.25g/cc的密度和58。C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。聚己酸內(nèi)酯為可從馬里蘭州陶氏塑料公司(DOWPlastics,Midland,MI)商購獲得的TONE767。纖維-2PLA低密度泡沫-在2000psi下進(jìn)行雙軸取向2.8x2.8和水刺。按照美國專利6,468,451實(shí)例3中所述制備雙軸取向的纖維化聚乳酸泡沫纖維，不同的是使用聚乳酸代替PP/彈性體，并且按照美國專利No.6,331,343中所述以2.8x2.8比率對泡沫共混物進(jìn)行雙軸取向。聚乳酸具有1.25g/cc的密度和58°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。纖維-3按照美國專利6,331,343實(shí)例3中所述制備纖維化聚丙烯-聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維，不同的是使用PET(按照美國專利6,331,343實(shí)例6中所述，得自3M公司(明尼蘇達(dá)州圣保羅)的擠出級聚對苯二甲酸乙二醇酯)代替PBT。實(shí)例1-3和比較例Cl對于實(shí)例1-3，使用纖維l-3。對于比較例C1，不使用纖維，而是將存在于Transwell板中的膜留在其中。細(xì)胞生長和測試的程序在以下多步驟方法中給出。步驟1:消毒使用環(huán)氧乙垸通過以下方式對纖維-1到纖維-3中每個纖維樣品進(jìn)行消毒在37攝氏度(冷循環(huán))下使樣品暴露于環(huán)氧乙垸氣體中4-4.5小時，然后在37攝氏度下暴露于空氣中2-3天。步驟2:細(xì)胞培養(yǎng)準(zhǔn)備幵始細(xì)胞培養(yǎng)的第一步是制備細(xì)胞將在其中生長的培養(yǎng)基。將一包粉末狀的伊格爾基本培養(yǎng)基(BasalMediumEagle,BME)添加到1,000毫升的無菌水中并且攪拌直至溶解。接下來，稱量出0.35毫克的碳酸氫鈉并且將其溶解到BME溶液中，并且測量該溶液的pH值。期望的pH值為約7.4。將溶液在水浴中加熱至37°C。當(dāng)溶液達(dá)到37t:時，添加5毫升抗生素青霉素和50毫升胎牛血清(FBSO)(它們同樣被加熱到37°C)。將包含最終溶液的瓶子標(biāo)記上"完全"以表明其包含所需的一切。使用的細(xì)胞為L929小鼠成纖維細(xì)胞。將1毫升小鼠成纖維細(xì)胞添加到3毫升上述制備完成的培養(yǎng)基中，并且用5毫升的移液管通過手動滴定法使其分開。將4毫升完全培養(yǎng)基中的懸浮細(xì)胞轉(zhuǎn)移到兩個200毫升塑料的培養(yǎng)燒瓶(各2毫升)中。將所述兩個燒瓶放置在設(shè)置為37'C的培養(yǎng)箱中。四天后，通過倒出兩個燒瓶中的舊培養(yǎng)基并且吸取30毫升達(dá)爾伯克改良的伊格爾培養(yǎng)基(Dulbecco'sModifiedEagle'sMedium,DMEM)(37。C)到每個培養(yǎng)瓶中，更換培養(yǎng)基。細(xì)胞粘附在燒瓶的底部，所以它們不會被倒出來。更換培養(yǎng)基五天后，細(xì)胞變得過于擁擠，對其進(jìn)行繼代培養(yǎng)。首先，將BME和一瓶胰蛋白酶在水浴中加熱到37°C。接下來，從培養(yǎng)箱取出一個燒瓶并且將其培養(yǎng)基倒入一次性燒瓶。將5毫升的胰蛋白酶添加到燒瓶中的細(xì)胞單層中，持續(xù)時間15-30秒，然后將其倒入一次性燒瓶。將燒瓶緊緊密封并放入培養(yǎng)箱，持續(xù)時間10-15分鐘。從培養(yǎng)箱取出燒瓶，并且豎直握持燒瓶時，細(xì)胞慢慢地沿側(cè)壁滑至底部。將5毫升BME添加到燒瓶中，并且將培養(yǎng)基中的細(xì)胞手動吸移到單細(xì)胞懸液中。將0.2毫升懸浮細(xì)胞的樣品放入兩個包含30毫升BME的新培養(yǎng)燒瓶中(在37"C)。將兩個新燒瓶放回培養(yǎng)箱中。繼續(xù)進(jìn)行這一更換培養(yǎng)基和繼代的步驟四次。使用血球計對細(xì)胞進(jìn)行計數(shù)，以了解每毫米培養(yǎng)基的懸浮液中有多少細(xì)胞。需要15毫升培養(yǎng)基中的細(xì)胞，濃度為5xl()S細(xì)胞/mL。制備15毫升懸浮液中的細(xì)胞后，就可以將其接種到材料上。步驟3:接種細(xì)胞將細(xì)胞接種到一塊大約2.5厘米X2.5厘米的材料上(1英寸X1英寸)。添加細(xì)胞前，將這塊材料放置在雙層培養(yǎng)板(Transwellplate)(每個板包含6個孔)的24毫米孔中。對于實(shí)施例1-3，孔中的膜用無菌刀片移除，對于比較例C1，膜被保留并且不添加纖維材料。該膜由具有0.4微米孔的聚碳酸酯制備。這是細(xì)胞可在其上生長的理想表面，并且可以提供很好的對比。將兩毫升BME添加到板的底部(材料下面)并且使這塊材料吸收培養(yǎng)基。然后，將1毫升懸浮液中的細(xì)胞添加到材料的頂部。為了防止材料浮動，將與雙層培養(yǎng)板配套的插片放置到孔和材料上。覆蓋該培養(yǎng)板并且用條帶進(jìn)行密封，然后放置在培養(yǎng)箱中。24小時后，該培養(yǎng)板已制備好，可拍攝SEM圖。步驟4:使用SEM顯微圖進(jìn)行的細(xì)胞生長分析通過SEM顯微圖研究各材料以確定細(xì)胞生長是否發(fā)生。結(jié)果總結(jié)在表1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table>權(quán)利要求1.一種培養(yǎng)細(xì)胞的方法，包括提供雙軸取向、具有片狀表面的熱塑性基體的基質(zhì)，所述基質(zhì)分散在細(xì)胞培養(yǎng)基中；并且在所述基質(zhì)上接種細(xì)胞。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述片狀表面包括平均長度小于20微米的微薄片。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述微薄片的平均長度為1至3微米。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述微薄片的平均寬度小于200微米。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述微薄片的平均寬度為5至30微米。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述微薄片的平均厚度為1至20微米。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述微薄片的表面長寬比為從1:1至1:20。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述微薄片的表面積大于0.5m2/克。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基質(zhì)包括半結(jié)晶聚合物組分和空隙引發(fā)組分的可熔融加工的不混溶混合物。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述雙軸取向的熱塑性基體的基質(zhì)包含聚烯烴。11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述半結(jié)晶聚合物組分選自聚乙烯均聚物、聚丙烯均聚物、聚乙烯共聚物、聚丙烯共聚物、包含聚丙烯的共混物以及包含聚乙烯的共混物,12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述雙軸取向的熱塑性基體的基質(zhì)包含脂族聚酯。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述脂族聚酯選自聚(丁二酸丁二醇酯)均聚物、聚(己二酸丁二醇酯)均聚物、聚(己二酸丁二酸丁二醇酯)共聚物、聚(丁二酸己二酸乙二醇酯)共聚物、聚(己二酸乙二醇酯)均聚物、聚丙交酯、聚對二氧環(huán)己酮、聚已內(nèi)酯、聚(3-羥基丁酸酯)、聚(3-羥基戊酸酯)、聚乙交酯、聚(氧乙烯乙醇酸酯)、聚丙交酯共聚物、和聚乙交酯共聚物。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述空隙引發(fā)組分選自有機(jī)和無機(jī)固體、以及不混溶的聚合物。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述雙軸取向的熱塑性基體的基質(zhì)包含兩種或更多種聚合物的共混物。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述基質(zhì)是可生物降解的。17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述基質(zhì)是可生物吸收的。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述細(xì)胞選自哺乳動物細(xì)胞、細(xì)菌和真菌。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述細(xì)胞為成纖維細(xì)胞。20.—種用于培養(yǎng)細(xì)胞的制品，包括雙軸取向、具有片狀表面的熱塑性基體的基質(zhì)，所述基質(zhì)分散在細(xì)胞培養(yǎng)基中。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制品，其中所迷片狀表面包括微薄片。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制品，其中所述基質(zhì)包括雙軸取向的微纖維化膜或泡沫。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制品，其中所述微薄片是構(gòu)成基質(zhì)中IO微米或更大的深度所必需的。24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制品，其中所述細(xì)胞培養(yǎng)基還包含細(xì)胞。25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的制品，其中所述制品在膜或泡沬的整個厚度上包括具有微纖維化形態(tài)的所述基質(zhì)。26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制品，容納在容器中。27.—種組織支架，包括雙軸取向的熱塑性基體的基質(zhì)，所述基體具有分散在細(xì)胞培養(yǎng)基內(nèi)的片狀表面。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的支架，其中所述基質(zhì)包含脂族聚酯。全文摘要本發(fā)明涉及利用微纖維化熱塑性聚合材料的基質(zhì)培養(yǎng)細(xì)胞。更具體地講，本發(fā)明涉及培養(yǎng)細(xì)胞的方法。另外，本發(fā)明涉及分散在細(xì)胞培養(yǎng)基中用于培養(yǎng)細(xì)胞的微纖維化制品。本發(fā)明的用于培養(yǎng)細(xì)胞的熱塑性聚合材料基質(zhì)用于組織工程和傷口愈合應(yīng)用。文檔編號C12N5/06GK101415815SQ200780011797公開日2009年4月22日申請日期2007年4月2日優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日發(fā)明者斯特凡妮·J·莫勒,特里·R·霍布斯,馬里奧·A·佩雷斯申請人:3M創(chuàng)新有限公司