光滑注液多孔表面和其生物学应用的制作方法

光滑注液多孔表面和其生物学应用的制作方法
【专利摘要】本发明描述了一种自修复、抗刮痕光滑表面，所述表面是通过将化学惰性的、高密度液体涂料芯吸在以微米尺度和纳米尺度形貌为特征的粗糙化的固体表面上来制造。所述光滑表面显示出抗润湿特性，并且展现出广泛范围的生物材料(包括悬浮液或溶液中的颗粒)的粘附的显著减少。具体地说，所述光滑表面可以被施加至医疗装置和设备上以便有效地排斥生物材料如血液，并且防止、减少、或延迟凝固和表面介导的凝块形成。此外，所述光滑表面可以用于防止由微生物如细菌造成的积垢。
【专利说明】光滑注液多孔表面和其生物学应用
[0001]相关申请
[0002]本申请要求以下各项的优先权:于2011年I月19日提交的美国专利申请号61 /434,217;于2011年3月22日提交的美国专利申请号61 / 466，352 ;于2011年4月I日提交的美国专利申请号61 / 470,973 ;于2011年6月14日提交的美国专利申请号61 /496, 883 ;于2011年7月19日提交的美国专利申请号61 / 509, 488 ;于2011年8月31日提交的美国专利申请号61 / 529,734;于2011年9月22日提交的美国专利申请号61 /538，100，所述专利申请的内容是以引用的方式全部并入本文。
[0003]通过引用并入
[0004]本文所引用的所有专利、专利申请、以及公布特此以引用的方式全部并入本文，以便更全面地描述如本领域技术人员在截至本文所描述的发明的日期为止所已知的技术发展水平。
发明领域
[0005]本公开总体上涉及防止生物来源的流体、固体、或流体和固体的混合物吸附或沉积的表面和其用途。
[0006]置量
[0007]液体排斥表面的当 前发展受到动物、昆虫以及植物上的许多天然表面的自清洁能力的启发。这些天然表面上的水滴维持近似球形的形状并且容易地滚落，从而将污垢一起带走。水排斥功能被归因于许多这些天然表面上的微/纳米结构的存在。在过去十年中，这些观察已经引起了对制造仿生水排斥表面的极大兴趣，这是由于仿生水排斥表面从水排斥织物到摩擦减少表面的范围的广泛的潜在应用。
[0008]更具体地说，本领域中的合成液体排斥表面是受到莲花效应的启发(Barthlott，W.&Neinhuis，C.Purity of the sacred lotus，or escape from contamination inbiological surfaces.Planta202，1-8 (1997))，其中水滴由使水滴能够容易地从表面滚落的复合固体/空气界面上的表面纹理支撑(Cassie，A.B.D.& Baxter，S.Wettability ofporous surfaces.Trans.Faraday Soc.40，0546-0550 (1944) ；Cassie, A.B.D.& Baxter,S.Large contact angles of plant and animal surfaces.Naturel55，21-22 (1945))。然而，这种方法具有严重地限制其可应用性的固有局限性。首先，截留的空气对具有使悬浮液滴强烈地动摇的低表面张力的、与水不同的有机流体或复杂混合物在很大程度上是无效的缓冲(Shafrin，E.G.& Zisman，W.A.Constitutive relations in the wettingof low energy surfaces and the theory of the retraction method of preparingmonolayers.J.Phys.Chem.64，519-524 (1960))。
[0009]此外，截留在表面纹理内的空气不能承受压力，因此液体——特别是具有低表面张力的那些——在即使略微升高的压力下或在碰撞时(大风雨或在地下输送管道中通常遭遇的条件)可以容易地渗透表面纹理(Nguyen，T.P.N.，Brunet，P.，Coffinien Y.&Boukherroub, R.Quantitative testing of robustness on superomniphobic surfacesby drop impact.Langmuir26,18369-18373 (2010))。此外，合成的纹理化的固体易于由于机械损伤和制作缺点而出现不可逆的缺陷(Quere, D.Wetting and roughness.Annu.Rev.Mater.Res.38,71-99(2008) ；Bocquet,L.& Lauga,E.A smooth future?Nature Mater.10,334-337(2011))。因为每种缺陷增加了液滴束缚(pinning)和粘接就位的可能性，纹理化的表面不仅难以针对液体移动性进行优化，而且不可避免地随时间的推移随着损伤累积而停止工作。用日益复杂的结构和化学法在推进这些限制方面的最近进展仍然由物理稳定性、光学特性、大规模可行性、和/或制作的难度和费用方面的很多权衡所超过(Tuteia，A.等，Science318，1618-1622(2007) ；Tuteja, A.等，Proc.Natl.Acad.Sc1.USA105，18200-18205(2008) ；Ahuja, A.等，Langmuir24,9-14(2008) ；Li, Y.等，Angew.Chem.1nt.Ed.49,6129-6133(2010)) o
[0010]尽管十多年的紧张研究，本领域的表面仍然被限制它们的实际应用的问题所困扰:它们在高的接触角滞后的情况下展现出有限的疏油性；在压力下失效；当受损时不能自修复；并且生产成本高。
[0011]例如，还未研发出延迟或防止血液凝结(依赖于血小板和蛋白质粘附至表面作为第一步骤的过程)的表面。必须将可溶性抗凝血剂如肝素添加至任何体外分流中的流动血液中以便防止凝块形成。某些聚合物种类如聚乙二醇(PEG)链可以影响表面水合层以便防止蛋白质吸附并且将血液凝结控制至有限的程度(Barstad, R.M等，Thrombosis andhaemostasis79,302-305(1998) ;Niimi, Y.等，Anesth.Analg.89,573-579(1999) ；Chen,S.等，Polymer51, 5283-5293 (2010)) 0然而，它们不是完全有效的并且仍然必须将可溶性抗凝血剂添加至血液。
[0012]细菌主要作为生物膜的成员——粘附至自然和人为环境中的表面的结构化的多细胞群落——以 它们的自然状态存在。这些群落主要由包埋在聚合物有机基质内的许多细胞组成。生物膜形成对于工业和卫生保健而言是值得关注的，因为它造成配管、油井、热交换器、建筑通风、食物贮藏、医学植入物、以及其它系统的污染。生物膜通过触发免疫反应、释放有害内毒素和外毒素、以及阻塞留置导管而威胁人类健康；事实上，生物膜造成了美国每年接近100，000例的医院内死亡和人类中所有微生物感染的80%或更多。
[0013]系统性和局部抗微生物产品已经广泛用于对抗卫生保健、农业、以及工业环境中的生物膜污染，并且还被公众越来越多地使用。商业产品采用经常以液体形式并且有时作为蒸气递送的多种多样的活性化学剂、或杀生物剂。对防腐剂和消毒剂的一篇评论鉴别了12类液体剂和5种常见类型的气相消毒剂。不管具体的化学法或机制，杀生物剂必须能够到达靶细胞以便造成损伤。因此，在多细胞水平下，有效的杀生物剂必须渗透至细胞外基质(ECM)——生物膜的粘液样“粘合剂”中。然而，生物膜向其成员细胞提供保护免受环境威胁。据报道ECM充当某些抗生素的扩散障壁和带电的结合过滤器，并且它对去除抗微生物剂的细胞补充酶和多抗药性泵。对威胁的抗性覆盖范围广泛的处理:据报道暴露至氯漂白剂持续60分钟的生物膜仍然具有活细胞；在管道中用多种杀生物剂连续冲洗7天的生物膜在所述管道中再定殖，并且据报道生物膜在瓶装碘溶液中存活高达15个月。生物膜对抗微生物剂的抗性可能与其表面的极端不可润湿性以及对蒸气渗透的抗性有关。
[0014]研发在生物膜造成损害之前对生物膜形成有抗性或防止它的稳固附着的生物医学材料将显著降低医院内感染率和与治疗它们相关联的成本。细菌定殖的许多负面效应起源于作为细菌细胞的保护结构的生物膜的形成和相关联的协同行为。仅通过表面化学难以达成持久性抗菌性材料。即使细菌不能直接地附着至材料，蛋白质或分泌的表面活性剂至表面的非特异性吸附最终也用“条件膜”掩蔽潜在的化学功能性。这些有机分子将改变原始表面的润湿性和表面电荷，并且在约4个小时之后，达到一定程度的均匀性并且所吸附的材料的组成变成是独立于材料的。依赖浸出浸透的抗微生物剂如银离子(Ag+)来起作用的材料此外受活性剂的有限的储器限制。此外，使用含有铜或三有机锡的浸出漆来抵抗船体上的生物积垢由于其高环境毒性而越来越受禁制。关于纳米尺度或微米尺度形貌特征对细菌粘附和随后的生物膜形成的作用的一些最近研究已经提出控制细菌附着至表面的可能更持久的和环境可持续的形式，但是还没有证据表明这种方法可以有效地防止成熟的生物膜形成或附着。
[0015]对于廉价的、化学上钝性的、能够排斥流体、耐受高冲击压力、且自修复的合成光滑表面存在需要。
[0016]发明概沭
[0017]本文公开的是用于排斥生物来源的流体的合成光滑注液多孔表面(“SLIPS”)。
[0018]在一个实施方案中，公开了一种包括润滑液层的、用于排斥生物材料的物品。所述润滑液层与被排斥的生物材料是不混溶的，并且形成超平滑表面。在一些实施方案中，润滑液层通过下层的衬底稳定就位。所述物品具有固体衬底，润滑液粘附在所述固体衬底上。衬底优选地被润滑液润湿。固体衬底和润滑液形成被构造和安排成与生物材料相接触的光滑表面。
[0019]在另一个实施方案中，公开了一种具有排斥表面的物品。润滑液润湿并且粘附至包括粗糙化的表面的固体衬底，以便形成稳定的液体上覆层。所述粗糙化的表面和覆盖它的液体对彼此具有亲和力，以使得润滑液基本上被固定在衬底上。
[0020]在另一个实施方案中，公开了一种包括润滑液层的、能够排斥生物材料的装置。所述润滑液层与被排斥的生物材料是不混溶的，并且形成超平滑表面。所述装置具有固体衬底，润滑液粘附在所述固体衬底上。衬底优选地被润滑液润湿。固体衬底和润滑液形成被构造和安排成与生物材料相接触的光滑表面。
[0021]在另一个实施方案中，公开了一种防止生物材料的粘附、吸附、表面介导的凝块形成、或凝固的方法。所述方法包括提供润滑液层，其中润滑液与生物材料是不混溶的；提供固体衬底，其中润滑液粘附至所述衬底以便形成光滑注液表面；并且使生物样品与所述表面相接触。
[0022]在一个或多个实施方案中，公开了一种制作具有光滑表面的物品的方法。将固体衬底粗糙化并且与形成润滑液层的润滑液相接触。粗糙化的固体衬底和润滑层形成光滑表面，并且被构造和安排成用于与材料相接触，所述材料与润滑液是不混溶的。
[0023]在另一个实施方案中，公开了一种防止生物材料的粘附的光学透明装置。作为透明窗口的粗糙化的表面被润滑液润湿，所述润滑液粘附至所述粗糙化的表面以便形成外涂层。与生物材料相比，透明窗口的粗糙化的表面对润滑液具有更大的亲和力。此外，润滑液的折射率基本上与粗糙化的表面的折射率类似。润滑液和生物材料彼此基本上是化学惰性的。在一个或多个方面，所述装置是生物传感器窗口。 [0024]在一个或多个实施方案中，公开了一种用于防止或减少生物膜附着的、具有低粘附表面的物品。所述物品包括具有粗糙化的表面的固体衬底和润滑液，所述润滑液粘附至并且优选地润湿所述衬底以便形成液体上表面。所述液体上表面被构造和安排成与所感兴趣的生物材料相接触。润滑液与所述生物材料是不混溶的，并且所述生物材料对物品展现出很少或没有粘附。[0025]在任何前述实施方案中，满足以下条件:
[0026]YbxCOS Qbx-YaxCOS θΑχ>0 (el),其中Yax是生物材料与周围介质的界面能,并且其中Ybx是润滑液与所述周围介质的界面能，并且其中ΘΑΧ是生物材料在浸溃在周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角，并且其中ΘΒΧ是润滑液的液体在浸溃在周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角。
[0027]在一个或多个实施方案中，当物品暴露于介质X (其中X是空气/气体/水/不混溶的生物材料)时，满足以下两个条件:R( Y BXc0s 9 BX- Y AXc0s θ Αχ) _ Y AB>° (e2)和R( Y BXC0S Θ BX_ Y Axcos θ ax) + Y ΑΧ_ Y BX>0(e3),其中Y Ax是生物材料与周围介质的界面能，Y BX是润滑液与所述周围介质的界面能，Yab是生物材料与润滑液界面的界面能，Θ AX是生物材料在浸溃在周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角，θΒχ是润滑液在浸溃在周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角，并且R是粗糙化的表面的粗糙度因子。
[0028]在一个或多个方面，润滑液防止生物材料的粘附、凝固、或凝块形成。
[0029]在上述实施方案中，其中所述方法进一步介导炎症、伤口愈合、斑块沉积、或异物反应。
[0030]在上述实施方案中，所述方法抑制炎症、伤口愈合、斑块沉积、或异物反应。
[0031]在上述实施方案中，所述方法防止炎症、伤口愈合、斑块沉积、或异物反应。
[0032]在上述实施方案中，所述方法进一步防止细菌污染。
[0033]在一个或多个方面，其中所述生物材料在近似IO3至IO7Pa的流体冲击压力下与所述表面相接触。
[0034]在一个或多个方面，所述表面选自由以下各项组成的组:套管、连接器、导管、针、毛细管、管线、注射器以及其组合。
[0035]在一个或多个方面，所述表面选自由以下各项组成的组:载玻片、平板、薄膜、工作表面、孔、孔板、陪替氏培养皿(Petri dish)、瓷砖、大口瓶、烧瓶、烧杯、小瓶、试管、柱、容器、比色皿、瓶子、转鼓、大桶、槽、以及其组合。
[0036]在一个或多个方面，所述表面选自由以下各项组成的组:夹具、皮肤钩、护套、牵引器、分流器、针、毛细管、管线、以及其组合。
[0037]在一个或多个方面，所述表面选自由以下各项组成的组:气管内插管、呼吸器、相关联的呼吸器管线、药物递送媒介、注射器、内窥镜、透析设备、中央静脉-静脉血液滤过装置、体外膜氧合设备、以及其组合。
[0038]在一个或多个方面，所述表面选自由以下各项组成的组:器官、人工器官、植入物、以及其组合。
[0039]在一个或多个方面，所述表面选自由以下各项组成的组:生物传感器、生物微机电装置(bioMEM)、生物电极、以及其组合。
[0040]在一个或多个方面，所述表面是伤口敷料。
[0041]在一个或多个方面，衬底优选地被润滑液润湿。在一个或多个方面，润滑液通过毛细管作用浸润衬底。
[0042]在一个或多个方面，固体衬底是导电性的、非导电性的、磁性的、非磁性的、弹性的、非弹性的、光敏性的、或非光敏性的。
[0043]在一个或多个方面，固体衬底是硅烷化的。
[0044]在一个或多个方面，衬底是包含多孔材料的粗糙化的表面。
[0045]在上述实施方案中，将微小颗粒或纳米颗粒施加至平整衬底上，以便形成粗糙化的多孔衬底。
[0046]在上述实施方案中，使用以下各项将微小颗粒或纳米颗粒施加至所述衬底:光刻、投影光刻、电子束写入或光刻、沉积纳米线阵列、在衬底的表面上生长纳米结构、软光刻、复制模制、溶液沉积、溶液聚合、电聚合、电纺丝、电镀、气相沉积、分层沉积、聚合物纳米纤维的旋转喷射纺丝、接触印刷、蚀亥IJ、转印图案化、微压印、自组装、勃姆石U-AlO(OH))形成、喷涂、以及其组合。
[0047]在一个或多个方面，衬底由含氟聚合物组成。
[0048]在一个或多个方面，生物材料是选自由以下各项组成的组的流体:全血、血浆、血清、汗液、粪便、尿液、唾液、眼泪、阴道液、前列腺液、齿銀液、羊水、眼内液、脑脊液、精液、痰液、腹水液、脓液、鼻咽液、伤口渗出液、眼房水、玻璃体液、胆汁、耳垢、内淋巴、外淋巴、胃液、粘液、腹膜液、胸膜液、 皮脂、呕吐物、以及其组合。
[0049]在一个或多个方面，生物材料是含有选自由以下各项组成的组的细菌的溶液或悬浮液:放线杆菌属(Actinobacillus)(例如，伴放线放线杆菌(Actinobacillusactinomycetemcomitans))、不动杆菌(Acinetobacter)(例如，鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii))、气单胞菌属(Aeromonas)、博德特氏菌属(Bordetella)(例如，百日咳博德特氏菌(Bordetella pertussis)、支气管败血性博德特氏菌(Bordetellabronchiseptica)、以及副百日咳博德特氏菌(Bordetella parapertussis))、短芽抱杆菌(Brevibacillus)、布鲁菌属(Bmcella)、拟杆菌属(Bacteroides)(例如，脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis))、伯克霍尔德氏菌(Burkholderia)(例如，洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)和类鼻疽伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pseudomallei))、疏螺旋体属(Borelia)(例如，伯氏疏螺旋体(Borelia burgdorfen))、芽孢杆菌属(Bacillus)(例如，炭疽芽抱杆菌(Bacillus anthracis)和枯草芽抱杆菌(Bacillussubtilis))、弯曲杆菌(Campylobacter)(例如，空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni))、二氧化碳嗜纤维菌属(Capnocytophaga)、心杆菌属(Cardiobacterium)(例如，人心杆菌(Cardiobacterium hominis))、朽1 樣酸细菌属(Citrobacter)、梭菌属(Clostridium)(例如，破伤风梭菌(Clostridium tetani)或艰难梭菌(Clostridium difficile))、衣原体属(Chlamydia)(例如，沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis)、肺炎衣原体(Chlamydia pneumoniae)以及鹤踏热衣原体(Chlamydia psiffaci))、艾肯氏菌属(Eikenella)(例如，卩齿蚀艾肯氏菌(Eikenella corrodens))、肠杆菌属(Enterobacter)、埃希氏菌属(Escherichia)(例如，大肠杆菌(Escherichia coli))、弗朗西斯氏菌属(Francisella)(例如，土拉热弗朗西斯氏菌(Francisella tularensis))、梭杆菌属(Fusobacterium)、黄质菌属(Flavobacterium)、嗜血杆菌属(Haemophilus)(例如，杜克雷嗜血杆菌(Haemophilus ducreyi)或流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae))、螺杆菌属(Helicobacter)(例如，幽门螺杆菌(Helicobacter pylori))、金氏菌属(Kingella)(例如，金氏金氏菌(Kingella kingae))、克雷白氏杆菌属(Klebsiella)(例如，肺炎克雷白氏杆菌(Klebsiella pneumoniae))、军团杆菌属(Legionella)(例如，嗜肺性军团杆菌(Legionella pneumophila))、李斯特菌属(Listeria)(例如，单核细胞增多性李斯特菌(Listeria monocytogenes))、细螺旋体属(Leptospirae)、莫拉克斯氏菌属(Moraxella)(例如，卡他莫拉菌(Moraxella catarrhalis))、摩根氏菌属(Morganella)、支原体属(Mycoplasma)(例如，人型支原体(Mycoplasma hominis)和肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae))、分枝杆菌属(Mycobacterium)(例如，结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)或麻风分枝杆菌(Mycobacterium leprae))、奈瑟氏球菌属(Neisseria)(例如，淋病奈瑟氏球菌(Neisseria gonorrhoeae)或脑膜炎奈瑟氏球菌(Neisseria meningitidis))、巴斯德氏菌属(Pasteurella)(例如，出血败血性巴斯德氏菌(Pasteurella multocida))、变形杆菌属(Proteus)(例如，普通变形杆菌(Proteus vulgaris)和奇异变形杆菌(Proteus mirablis))、普雷沃氏菌属(Prevotella)、邻单胞菌属(Plesiomonas)(例如，类志贺邻单胞菌(Plesiomonas shigelloides))、假单胞菌属(Pseudomonas)(例如，绿脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa))、普罗维登斯菌属(Providencia)、立克次氏体属(Rickettsia)(例如，立克氏立克次氏体(Rickettsia rickettsii)和斑疫伤寒立克次氏体(Rickettsia typhi))、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)(例如，嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophila))、葡萄球菌属(Staphylococcus)(例如，金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis))、链球菌属(Streptococcus)(例如，草绿色链球菌(Streptococcus viridans)、酿胺链球菌(Streptococcus pyogenes) (A 群)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae) (B 群)、牛链球菌(Streptococcus bovis)、以及肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae))、链霉菌属(Streptomyces)(例如，吸水链霉菌(Streptomyces h ygroscopicus))、沙门氏菌属(Salmonella)(例如，肠炎沙门氏菌(Salmonella enteriditis)、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)以及鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimur ium))、沙雷氏菌属(Serratia)(例如，粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens))、志贺氏杆菌属(Shigella)、螺菌属(Spirillum)(例如，小螺菌(Spirillumminus))、密螺旋体属(Treponema)(例如，梅毒密螺旋体(Treponema pallidum))、韦荣球菌属(Veillonella)、弧菌属(Vibrio)(例如，霍乱弧菌(Vibrio cholerae)、副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、以及创伤弧菌(Vibrio vulnificus))、耶尔森氏菌属(Yersinia)(例如，小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica)、鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis)、以及假结核耶尔森氏菌(Yersinia pseudotuberculosis))、黄单胞菌属(Xanthomonas)(例如，嗜麦芽黄单胞菌(Xanthomonas maltophilia))以及其组合。[0050] 在一个或多个方面，生物材料是含有选自由以下各属的成员组成的组的颗粒的溶液或悬浮液:曲霉属(Aspergillus)(例如，黄曲霉(Aspergillus flavus)、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)、灰绿曲霉(Aspergillus glaucus)、构巢曲霉(Aspergillusnidulans)、黑曲霉(Aspergillus niger)、以及土曲霉(Aspergillus terreus))、皮炎芽生菌(Blastomyces dermatitidis)、念珠菌属(Candida)(例如，白色念珠菌(Candidaalbicans)、光滑念珠菌(Candida glabrata)、热带念珠菌(Candida tropicalis)、近平滑念珠菌(Candida parapsilosis)、克柔念珠菌(Candida krusei)以及吉勒莫地念珠菌(Candida guiIlermondii))、粗球抱子菌(Coccidioides immitis)、隐球菌属(Cryptococcus)(例如，新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)、浅白隐球菌(Cryptococcus albidus)、以及罗伦隐球酵母(Cryptococcus Iaurentii))、荚膜组织胞衆菌荚膜变种(Histoplasma capsulatum var.capsulatum)、荚膜组织胞衆菌杜波氏变种(Histoplasma cap su latum var.duboisii)、巴西副球抱子菌(Paracoccidioidesbrasiliensis)、申克抱子丝菌(Sporothrix schenckii)、伞枝梨头霉(Absidiacorymb if era);微小根毛霉(Rhizomucor pusillus)、无根根霉(Rhizopus arrhizous)、以及其组合。
[0051]在一个或多个方面，生物材料是含有选自由以下各项组成的组的颗粒的溶液或悬浮液:正常细胞、病变细胞、寄生的细胞、癌细胞、外源细胞、干细胞、以及被感染的细胞、微生物、病毒、病毒样颗粒、细菌、噬菌体、蛋白质、细胞组分、细胞器、细胞碎片、细胞膜、细胞膜碎片、病毒、病毒样颗粒、细胞溶质蛋白、分泌性蛋白、信号分子、包埋性蛋白、核酸/蛋白复合物、核酸沉淀剂、染色体、细胞核、线粒体、叶绿体、鞭毛、生物矿物、蛋白复合物、以及微细胞。
[0052]在一个或多个方面，润滑液能够在衬底的物理性损伤之后通过芯吸回至衬底的损伤区域来自修复以形成超平滑表面。
[0053]在上述实施方案中，自修复的恢复时间发生在小于50ms、60ms、70ms、80ms、90ms、100 ms、110ms、120ms、130ms、140ms、150ms、160ms、170ms、180ms、190ms、200ms、210ms、220ms、230ms、240ms、250ms、I 秒、5 秒、10 秒、30 秒、60 秒、90 秒、或 120 秒或更长时间内。
[0054]在一个或多个方面，衬底具有多个孔、孔和一种或多种材料的三维互连网状物、或纤维材料的无规则的阵列。
[0055]在一个或多个方面，衬底由选自由以下各项组成的组的材料组成:聚合物、金属、蓝宝石、玻璃、金刚石、石墨、炭黑、`或陶瓷。在一个或多个实施方案中，衬底是血液相容性材料。在一个方面，血液相容性材料是硅橡胶或聚砜。
[0056]在一个或多个方面，衬底是选自由以下各项组成的组的聚合物:聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、以及氟化乙丙烯。
[0057]在一个或多个方面，润滑液具有的密度大于生物材料的密度。
[0058]在一个或多个方面,润滑液具有的密度大于润滑液,具有超过1.0g / cm3、1.6g /cm3、或 1.9g / cm3 的密度。
[0059]在一个或多个方面，润滑液包括选自由以下各项组成的组的流体:全氟烷基叔胺、全氟三-正丁胺、全氟烷基硫化物、全氟烷基亚砜、全氟烷基醚、全氟环醚、全氟聚醚、全氟烷基膦、以及全氟烷基膦氧化物、以及其组合。
[0060]附图简沭
[0061]图1是示出SLIPS的结构的图像，该结构是通过用在衬底的表面上产生物理上平滑的和化学上均匀的润滑膜的低表面能、化学上惰性的液体来浸润多孔固体产生；上和下扫描电子显微镜(SEM)图像图l(i)-(ii)分别示出润滑液的超平滑性和粗糙固体表面的多孔结构。
[0062]图2是根据某些实施方案的自修复光滑表面的示意图。[0063]图3A-3C示出根据某些实施方案关于己烷液滴(Y a#=18.6±0.5mN / m，体积约3.6μ?沿SLIPS在低滑动角度(α=3.0° )下的滑动运动的时间序列图像。
[0064]图4是根据某些实施方案比较平整表面的部分润湿(图4A)与纳米结构化的表面的完全润湿(图4B)的示意图。
[0065]图5A是根据某些实施方案具有凸起的特征的结构化表面的示意图，光滑表面是在所述结构化表面上形成。
[0066]图5B是根据某些实施方案的柱状多孔材料的示意图，光滑表面是在所述柱状多孔材料上形成。
[0067]图5C是根据某些实施方案的倒置蛋白石多孔材料的示意图，光滑表面是在所述倒置蛋白石多孔材料上形成。
[0068]图是根据某些实施方案的无规则的网状多孔材料的图像，光滑表面是在所述无规则的网状多孔材料上形成。
[0069]图6示出根据某些实施方案的(A)3D多孔固体的表面形态的扫描电子显微镜图像；和⑶通过用润滑液浸润6A的3D多孔固体形成的光滑表面的复制物，其示出所述润滑液外覆所述表面形貌，从而形成无凸凹性的超平滑层(例如，基于高分辨率原子力显微镜测量平均粗糙度近似或小于lnm，参见如在低^B)分辨率下观察的插图(60和在高分辨率下的(插图6(D))。
[0070]图7A示出根据某些实施方案的数种平坦的表面和非平坦的表面，光滑表面可以在所述表面上形成。
[0071]图7B示出根据某些实施方案在圆柱形固体核心上形成的SLIPS。
[0072]图7C示出根据某些实施方案在管线/管道等的内部的侧壁上形成的SLIPS。
[0073]图7D不出根据某些实施方案在管线/管道等的内部与外部的侧壁上形成的SLIPS。
[0074]图7E示出根据某些实施方案在液体B浸泡的多孔管线等上形成的SLIPS。
[0075]图8a_b示出根据某些实施方案毛细管再填充的示意图。
[0076]图9A示出根据某些实施方案联接至液体B储器的SLIPS，所述储器可以补充蒸发的或去除的液体B。
[0077]图9B示出根据某些实施方案在圆柱形管的内部形成的SLIPS，所述管具有可以补充蒸发的或去除的液体B的液体B储器。
[0078]图9C示出根据某些实施方案沿任意形状的流动路径的表面形成的SLIPS，所述路径被联接至用于补充蒸发的或去除的液体B的通道。
[0079]图9D示出根据某些实施方案示出图9C的底部衬底部分的形成的图像。
[0080]图10示出可以用于产生SLIPS表面的衬底结构和形貌的图像；㈧开孔砖，⑶立柱阵列，(C)平行凹槽， (D)开放多孔性PTFE(ePTFE)，(E)等离子体蚀刻的PTFE，以及(F)喷砂聚丙烯(PP)。
[0081]图11示出当将无抗凝血剂的全人血用吸移至PDMS(IlA)和油浸润的PTFE(IlB)表面上时所述全人血的序列图像。
[0082]图12是暴露于0.75mL血流之后的对照和测试表面的一系列图像，所述图像示出血液吸收至对照表面(玻璃(12A)，PDMS(12B)，干PTFE(12C))上，但是无明显吸收至油浸润的 PTFE (12D)。
[0083]图13示出来自图1lA和IlB的对照和油浸润的PTFE样品的光学(13A⑴，13B⑴)和扫描电子显微镜(SEM，13A(ii)，13B(ii))表面分析图像，其中所有对照材料均显示出粘附的、干血种类(细胞、血小板、蛋白质的混合物，参见(13A))的证据，而油-PTFE材料(13B)没有显示出生物材料的证据。
[0084]图14是不出可以使SLIPS表面粗糖化的不例性方法的一系列图表:所述方法是通过将微粒物质喷雾或沉积在衬底上(14A);蚀刻(14B);以及通过在衬底的表面上生长纳米结构化的材料(14C)。
[0085]图15是示出SLIPS的自修复和光学透明特性的一系列图像。15A:示出SLIPS在近似IOOms的时间尺度上从约50 μ m-宽的物理损伤的自修复能力的时间推移图像。15B:示出与典型的疏水性平整表面(油在所述表面上保持束缚在损伤部位)相比，在物理损伤之后SLIPS的液体排斥性的恢复的时间推移图像。
[0086]图16A:示出与非注入式超疏水性纳米结构化的表面(右)在可见光范围内中的显著散射相比，基于环氧树脂的SLIPS(左)的增强的光学透明性的光学图像。16B:基于环氧树脂的SLIPS在可见光范围(400-750nm)内的光透射测量值。16C:基于Tef 1n的SLIPS在近红外范围(800-2300nm)内的光透射测量值。
[0087]图17是示出SLIPS的憎恶一切物质性和高压稳定性的一系列图像。时间序列图像比较了戊烷液滴(ΥΑ=17.2 土 0.5mN / m，体积& 30 μ L)在SLIPS和超疏水性、含有空气的Teflon多孔表面上的移动性。虽然戊烷在SLIPS上被排斥，但是它润湿并且沾污传统的超疏水性表面。
[0088]图18是示出作为测试液(所指示的)在SLIPS上和在憎恶一些物质的表面上的表面张力的函数的接触角滞 后的一组图表。在插图(18A)中，液滴的如进接触角和后退接触角分别被表示为Θ 和θ SLIPS1、2、以及3是指分别由以下各物制成的表面:1)Teflon多孔膜；2)几何形状I的环氧树脂立柱的阵列(间距=2 μ m ;高度=5 μ m ;并且立柱直径=300nm)、以及3)几何形状2的环氧树脂立柱的阵列(间距=900nm;高度=500nm至2ym;并且立柱直径=300nm)。图(18B)示出SLIPS的高压稳定性，如从在压力室中经受加压的氮气的癸烷液滴(YA=23.6±0.1mN / m，体积& 3yL)的低滑动角是明显的。误差线指示至少七个独立测量值的标准偏差。
[0089]图19是根据某些实施方案示范在液体光滑表面上、在2mL胰蛋白胨肉汤小池中孵育24小时的绿脓假单胞菌(PA14)生物膜生长的低倾斜角滑动的一系列图像。
[0090]图20是根据某些实施方案在将2mL振荡培养物在不同光滑表面上孵育24小时并且随后通过施加倾斜角滑落之后，保持在所述表面上的绿脓假单胞菌(PA14)细菌一系列荧光显微图像。
[0091]图21示出根据某些实施方案可以满足润滑液的要求的多种商业上可获得的产品的毒性筛选。
[0092]图22是图解出具有SLIPS的导管(22A)和内衬有致密、无孔材料以及SLIPS的导管(22B)的整个壁的示意图。
[0093]图23是具有SLIPS的伤口敷料的示意图。
[0094]图24A至24E示出根据某些实施方案可以通过改变电沉积参数而产生的不同形态。
[0095]图25是示出SLIPS的液体排斥性对液体B (此处为KrytoxlOO、103、以及105 (DuPont))的粘度的依赖性的图表。对于恒定粘度的液体A (此处，25 μ L甘油)来说，液体A的移动性随着液体B的粘度下降而增加。同样,对于恒定粘度的液体Α，液体A的移动性随着不断减小的粘度而增加。因此粘性耗散在SLIPS上的液体移动性方面起主要作用。
[0096]图26示出与用非全氟化碳润滑液制成的SLIPS表面不润湿接触的全人血的图像。图像(26A)示出使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)液体(500丽，X粘度，OH-封端，SigmaAldrich)浸润至ePTFE膜(I μ m, Sterlitech)中产生的SLIPS表面。图像(26B)示出使用橄榄油浸润至ePTFE膜(Ιμπι, Sterlitech)中产生的SLIPS表面。在两种情况下,发现血液不润湿表面，并且滚落而不粘附至表面。
[0097]图27A示出根据某些实施方案在粗糙化的表面上形成的具有外覆的液体B的光滑表面的示意图。
[0098]图27B示出根据某些实施方案的具有液体B浸润至粗糙化的表面中的光滑表面的示意图。
[0099]图28A-28B示出根据某些实施方案示范自修复特性的本公开的表面的图像，其中自修复时间尺度是近似100ms。
[0100]图29是根据某些实施方案示出在临界物理损伤(测试液体=癸烷，Yw=23.6±0.lmN/m)之后液体排斥功能的恢复的图表。 [0101]图30示出使用蠕动泵非抗凝的全人血(用盐水1:1稀释)以3，OOOmL/小时流动穿过SLIPS管线持续20分钟，而未产生凝块的图像，其中包括实验设置(A)和显示管线中无凝块的迹象的结果(B)。
[0102]图31A-31C示出在将不含抗凝血剂的12mL新鲜人血液泵送穿过SLIPS管线达20分钟之后，图33的管线的图像。血液未在管线中凝结。
[0103]图32是示出SLIPS的液体排斥性对液体B (此处，KrytoxlOO、103、以及105 (DuPont))的粘度的依赖性的图表。对于恒定粘度的液体A (此处，25 μ L甘油)来说，液体A的移动性随着液体A的粘度下降而增加。同样,对于恒定粘度的液体B来说，液体A的移动性随着不断减小的粘度而增加。因此粘性耗散在SLIPS上的液体移动性方面起主要作用。
[0104]图33示出配备有弹性、外部、硅酮管套管(VWR)的、内径(ID)从0.075〃至0.236〃不断增加(对于所有管，壁厚是约0.040")的ePTFE管线(Zeus Inc)在管线的多孔ePTFE表面的低㈧和高⑶放大倍率SEM中的图像。
[0105]图34示出基于用全氟化碳(FC-70) (B)浸润高度有序的纳米多孔Si02玻璃层(A)的透明SLIPS表面的图像。当完全浸润时，所述层是高度透明的(C)并且非常适合用于作为生物传感器窗口来应用。
[0106]图35示出用于由ePTFE膜制作SLIPS管线的方法的图像。
[0107]图36示出相对于生物膜附着特性研究的表面形貌的图像(A-B)。在每个表面(超疏水性纳米多孔PTFE表面(A)和光滑注液多孔表面(SLIPS) (B))上示出铜绿假单胞菌生物膜形成培养物的蒸发的液滴的剩余物。生长在PTFE和纳米结构化的超疏水性硅衬底上的生物膜显示出表面的完全润湿和粘质咖啡环。相比之下，在SLIPS衬底上的生物膜在它蒸发时从所述表面上干净地收缩。插图(i)和(ii)示出在铜绿假单胞菌生物膜的48小时孵育之后，在这些表面上剩余的细菌的荧光显微照片。与PEG化的表面(C)相比，相对细菌生物膜附着在基于PTFE的SLIPS上显著更少。
[0108]图37示出SLIPS上的生物膜附着抑制的宏观尺度视图的图像。生长是在IOmL/分钟(粘度约lcm/s)下的螺动泵和具有h=lmm、l=10cm、W=Icm通道的双室3D印刷的流动池中进行。(A-B):在IOmL/分钟的流动下生长48小时之后打开流动池之后的对照PTFE和SLIPS PTFE衬底在结晶紫染色之前(上图)与之后(下图)的照片。将衬底的相等面积样品进行洗脱以用于结晶紫量化——附着的生物质的测量(C)。在生长7天之后，基于结晶紫染色的量化显示与对照PTFE相对比，SLIPS上的附着的生物膜减少99.6%。
[0109]图38示出在IOmL/分钟的流动下，生长24天和7天之后，SLIPS和对照PTFE表面上的铜绿假单胞菌生物膜附着的微观尺度视图的图像。(A-B):PTFE表面上的生长表现出致密、三维、并且均匀(A-B)，而在SLIPS上仅观察到稀疏的、分离的单个细胞或小菌落(C-D) 0参见图(E)，这些细胞表现出是未附着的或不良附着的，即，与流体中的对流流一起漂流，从而进一步支持液体表面对单个细菌或小菌落提供非常低的粘附。
[0110]图39示出示范由SLIPS引起的生物膜附着减少是物种独立的图像和图表。与在与铜绿假单胞菌完全相同的流动条件下生长48小时之后的PTFE相对比，金黄色葡萄球菌(A)和大肠杆菌(B)的附着分别减少97.2%和96%。虽然这些物种都未形成本应该的稳固生物膜，但是它们对SLIPS的最终附着是相对最小的(C-F)。通过荧光可视化，致密均匀的生物膜覆盖和稀疏的、分离的细胞分别附着至对照和SLIPS衬底。
[0111]图40是来自分割帧影片的一组图像，所述影像示出铜绿假单胞菌培养物液滴在超疏水性PTFE多孔表面(1-1i)和灌注有Krytoxl03的PTFE SLIPS表面(ii1-1v)上的蒸发动力学。束缚特征以及在干燥时在表面上剩余的沾污指示细菌液滴与衬底之间的粘附的水平。在不存在接触线束缚的情况下，液滴遵循接近恒定的接触角模式的蒸发，而不形成咖啡环沾污(iv)。不存在咖啡环形`成还指示与由液滴的弯液面所赋予的力相比，细菌在SLIPS上的粘附较小。
[0112]图41示出在IOmL/分钟的流动下，生长24和48小时之后SLIPS和对照PTFE表面上的铜绿假单胞菌生物膜附着的微观视图的图像。(a)荧光平均强度，(b)示出与结晶紫全局测量类似的97% -98%平均强度降低的平均强度图表。
[0113]发明详沭
[0114]本文公开的是用于排斥、防止附着、或减少生物来源的流体(“液体A”)或固体(“对象A”)的附着的合成光滑注液多孔表面(“SLIPS”)。如本文所提及，液体A、对象A、以及生物材料可互换地使用。还通过SLIPS减少或防止生物来源的材料的粘附和吸收。
[0115]SLIPS是由纳米/微结构化的衬底组成的合成表面，所述衬底灌注有被衬底锁定就位的润滑液，以便形成能够排斥复杂流体、气体、以及包含在具有不同表面张力的液体(一起被称为液体A)内的分子或微粒、以及固体的稳定的、无缺陷的、惰性“光滑”界面。例如，可以排斥如烃、有机溶剂等的液体。生物液体是指纯液体与复杂流体，如血流(参见，例如，图11和图12)。作为另一个实例，SLIPS可以排斥像细菌、蛋白质等的固体。此外，SLIPS可以排斥天然和合成溶液，如药物、静脉内溶液、药物制造、以及药剂递送系统中使用的那些。[0116]SLIPS由多孔表面层、或具有成阵列的凸起的表面特征的‘粗糙’层组成，所述层浸润有低表面能液体。润滑液在粗糙表面上的结合产生了超平滑表面，所述超平滑表面是光滑的并且抵抗或减少颗粒和不混溶的液体的粘附。在一些实施方案中，润滑液通过下层衬底稳定就位。在一个或多个方面，润滑液减少至衬底的特征的水平。SLIPS的这些独特特征允许生物材料在高流速下通过，而不允许所述材料在SLIPS上形成凝块、粘附至、附着、或以另外的方式玷污SLIPS。SLIPS还能够在物理性损伤时恢复它们的异常的液体排斥性。快速自修复时间是润滑液使流体芯吸至下层衬底上的损伤的部位中以便使SLIPS恢复至平滑、无缺陷的表面的结果。这些表面可以用于实验室中、用作医疗装置和医疗设备上的涂层、并且用于医学应用如抗凝和抗生物膜形成。
[0117]一般来说，可以通过在以微米尺度或纳米尺度形貌为特征的粗糙化的表面上提供液体(例如，化学上惰性的高密度流体)来制造SLIPS，其中所述流体填充由粗糙化的表面界定的空隙和空间并且覆盖所述形貌特征。SLIPS的流体排斥性和自修复特性可以归因于流体的表面的超平滑性，所述表面在外部变形时能够恢复它的初始形状。如本文所用，“超平滑的”表面意指具有等于或接近于I的粗糙度因子的表面，其中粗糙度因子(R)是由真实表面积与投影的表面积的比率来定义。因为流体表面通常具有为I的粗糙度因子，并且SLIPS中的顶表面是完全涂覆所述衬底达到它的丘之上的润滑液，因此如图1中所示的表面可以被称为是超平滑的。在某些实施方案中，超平滑表面可以具有近似或小于约Inm的平均表面粗糙度。在某些实施方案中，“超平滑的”可以是指基本上在分子上或甚至在原子上平整的表面。所述表面上任何缺陷或粗糙度的不存在可以帮助最大将滑动流体的束缚点最少化，因此减少接触角滞后，从而使它几乎无摩擦且是光滑的。超平滑表面的详细讨论见2011年I月19日提交的共同待决的美国专利申请号61/434，217、于2011年3月22日提交的美国专利申请号61/466,352、以及于2012年I月19日提交的名称为“SlipperySurfaces With High Pressure Stability, Optical Transparency, and Self-Healing
Characteristics”的共同提交的PCT申请号_，所述申请是以引用的方式全部并 入本文。
[0118]在图1中图解出SLIPS的总体设计的示意图。如所示,物品包括具有凸起的特征110的表面100，所述凸起的特征提供一定粗糙度，润滑液被施加至所述表面上。润滑液130润湿粗糙化的表面，从而填充粗糙化表面110的丘和谷，并且在粗糙化的表面上形成超平滑表面135。图1的插图中的上⑴和下(ii)扫描电子显微镜(SEM)图像分别示出SLIPS表面的超平滑度和下层粗糙固体表面的多孔结构。在图6A和图6B中进一步图解出SLIPS装置的表面平滑作用。图6(A)示出3D多孔固体的表面形态的扫描电子显微镜图像。图6(B)示出通过用润滑液浸润图6 (A)中所示的3D多孔固体形成的光滑表面的在相同放大倍率下的照片。所述润滑液外覆多孔固体的表面形貌，以便形成无凸凹性的超平滑层(例如，基于高分辨率原子力显微镜测量近似或小于约Inm的平均粗糙度)。在某些实施方案中，SLIPS的平均表面粗糙度基于高分辨率原子力显微镜测量是近似或小于约lnm。微结构/纳米结构的存在可以显著地增强润滑液的润湿，从而在所述形貌上产生均匀涂覆的光滑功能层。
[0119]任何任意的液体(例如，生物流体)、气体、包含在液体内的分子或微粒可以从超平滑润滑液表面上强烈地排斥。此外，SLIPS的还防止对象在SLIPS上的吸附、粘附、以及附着的超低粘附特征防止生物来源的材料污染这些表面。可以通过SLIPS完全地防止生物材料的粘附、吸附、或附着。在一些实施方案中，SLIPS减少生物材料在表面上的粘附、吸附、或附着。在一方面，SLIPS显著地减少生物材料在表面上的粘附、吸附、或附着。在一个或多个方面，SLIPS使生物来源的材料在表面上的粘附、吸附、或附着减少50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%、或 99%。
[0120]本公开的光滑表面可以排斥广泛范围的材料。更具体地说，SLIPS可以排斥极性和非极性液体、以及呈固化形式的极性和非极性液体。例如，SLIPS可以排斥烃和其混合物(例如，从戊烷一直到十六烷和矿物油)、酮(例如，丙酮，等等)、醇(例如，甲醇、乙醇、异丙醇、二丙二醇、乙二醇、以及甘油，等等)、水(具有广泛范围的盐度，例如，从OM至6.1M的氯化钠；W0M至4.6M的氯化钾，等等)、生理缓冲液、酸(例如，浓氢氟酸、盐酸、硝酸，等等)、碱(例如，氢氧化钾、氢氧化钠，等等)、冰等。此外，生物对象(如小动物、原生动物、细菌、病毒等)可以由根据本公开制成的表面所排斥。类似地，悬浮在液体中的固体颗粒可以由SLIPS排斥。液体中的所述固体颗粒的非限制性实例包括体液、粪便物质等。
[0121]列表旨在是示例性的，并且预期本公开的光滑表面成功地排斥许多其它类型的生物材料。
[0122]衬底
[0123]在一个实施方案中，衬底是低表面能多孔固体。在所公开的实施方案中，衬底优选地由润滑液而不是由待排斥的液体润湿。它可以具有粗糙化的或平滑的表面。如本文所使用，术语“粗糙化的表面”是包括三维多孔材料的表面以及具有某些形貌(不论它们具有规则的、半规则的、还是无规 则的图案)的固体表面的衬底。在一些实施方案中，衬底是通过并入微纹理来粗糙化。在其它实施方案中，衬底是通过并入纳米纹理来粗糙化。物理上，由微米尺度/纳米尺度粗糙度提供的大的表面积不仅有利于润滑液所致的完全润湿，而且加强润滑液(液体B)在多孔固体内的粘附。
[0124]SLIPS具有对下层衬底的精确几何形状不敏感的特性。因此，衬底的几何形状可以是任何形状、形式、或构型以便适合不同形状的材料和装置。在某些实施方案中，可以在与生物材料相接触的任何适合的材料和几何形状上制造多孔表面，所述材料和几何形状如医疗装置、管道(例如，金属的或金属化的管道)的内部、光学窗口、生物传感器窗口、医用管线、空心金属结构、图案化的电极、网状物、金属线、多孔传导性表面等。在图7A-7E中示出可以在其上形成多孔表面的一些示例性形状。SLIPS可以采取的形状、形式、以及构型的非限制性实例包括总体上球状的(例如，珠粒、磁性颗粒等)、管状的(例如，用于套管、连接器、导管、针、毛细管、管线、或注射器)(参见图7A(i))、平坦的(例如，用于应用于显微镜载玻片、平板、薄膜、或实验室工作表面)(参见图7A (C))、或任意形状的(例如，孔、孔板、陪替氏培养皿、瓷砖、大口瓶、烧瓶、烧杯、小瓶、试管、柱、容器、比色皿、瓶子、转鼓、大桶、或槽)(参见图7A(a)-7A(b)，7A(d)-7A(i))。例如，可以将SLIPS施加至球形表面，如可以在体内致动用于药物递送的磁性颗粒。图7B-7E是示出可以如何将SLIPS并入到导管中的透视图。例如，图7B示出附着至具有用于液体B的储器720的圆柱形固体核心710的外表面的SLIPS700。或者，SLIPS还可以附着至管、管道、以及其它不规则形状的衬底的内表面。例如，如在图7C中所示，可以将SLIPS700施加至圆柱形管710的内表面，以用于液体A730的低阻力流动。此外，如在图7D中所示，可以将SLIPS施加至管/针的内表面与外表面上，以用于液体A的低阻力流动，并且保持光滑/不粘接至管/针所暴露的外部环境。另外，如在图7E中所示，可以将SLIPS施加至液体B浸泡的多孔管线上，用于液体A的低阻力流动，并且保持光滑/不粘接至多孔管/针所暴露的外部环境。
[0125]图5A至图示出一些示例性粗糙化的表面。在一个实施方案中，粗糙化的表面可以通过提供某些凸起的结构510或凸出部来在二维平整表面500上形成(参见图5A)。在另一个实施方案中，粗糙化的表面是通过在二维平整表面500上形成孔隙520以便产生多孔材料来形成(参见图5B)。孔隙可以采取任何几何形状并且可以具有通路、柱(如图5B中所图解)或更无规则的通路。在另一个实施方案中，使用具有规则或无规则的孔隙的三维互连的网状物(参见图5C和图5D)。图10示出可以用于产生SLIPS表面的衬底结构和形貌的图像；㈧开孔砖，⑶立柱阵列，(C)平行凹槽，⑶表面多孔性PTFE(ePTFE)，(E)等离子体蚀刻的PTFE，以及(F)喷砂聚丙烯(PP)。
[0126]可以使用一系列具有不同特征大小和孔隙率的表面。特征大小可以在数百纳米至微米(例如，100至1000nm)的范围内，并且可以具有约1:1至10:1的长宽比。可以使用电化学沉积使用本领域已知的技术在金属微流体装置的内表面上原位产生多孔的纳米纤维结构(Aizenberg, J., Kim, P.Hierarchical Structured Surfaces Resistantto Wetting by Liquids.美国临时专利申请号:61/353, 505，于2010年7月19日提交；Kim, P., Epstein, A.K., Khan, Μ., Zarzar, L.D., Lipomi, D.J., Whitesides, G.M.,Aizenberg, J.Structural Transformation by Electrodeposition on PatternedSubstrates (STEPS):A New Versatile Nanofabrication Method，，，Nano Letters,发表中(2011))。
[0127]在某些实施方案中，所述表面具有易于由润滑液润湿的且夹带润滑液并且将它保留在衬底表面上的大表面积。在某些实施方案中，衬底表面是包括多维尺度的表面特征的分级表面。举例来说，所述表面可以具有:具有微米尺度的尺寸的第一形貌特征和纳米尺度的第二形貌特征。第一形貌特征支撑第二`较小的形貌特征。第二形貌特征被称为“一级结构”，因为它们意欲表示所述分级结构的最小特征大小。一级结构可以包括如纳米纤维、纳米点等的结构。所述纳米尺度的“一级结构”可以具有大小为数至数十或数百纳米的至少一种种类的特征尺寸，如小于5nm至200nm。例如，具有大约5、10、25、50、或甚至IOOnm的直径的纳米纤维。在所述情况下，当利用具有约IOOnm直径的特征大小的“一级结构”时，“二级结构”具有大于IOOnmJn 150nm、300nm、500nm、或lOOOnrn、以及更大的特征大小。涵盖各自具有比较低阶结构更大的特征大小的另外更高阶结构，如“三级结构”等。
[0128]具体地说，具有纳米纤维作为一级结构的分级结构可以提供可能非常适合用作本文描述的多孔表面的高度三维孔隙率。适合用于待排斥的液体的分级表面的详细讨论见于 2011 年 7 月 19 日提交的名称为 “Hierarchically structures surfaces to controlwetting by liquids”的国际申请号PCT/US11/44553,所述申请是以引用的方式全部并入本文。
[0129]在某些实施方案中，粗糙化的表面可以具有表面凸出部(例如，立柱、峰，等等)的周期性阵列或任何无规则的图案或粗糙度(参见，例如，图5A)。在一些实施方案中，产生粗糙化的表面的特征的大小在IOnm至100 μ m的范围内，其中几何形状在规则的立柱/开放的网格结构至无规则定向的尖锐结构的范围内。在一些实施方案中，凸起的结构的宽度沿它们的高度是恒定的。在一些实施方案中，凸起的结构的宽度随着它们从远端接近基底表面而增加。凸起的结构可以是多种截面的凸起立柱，所述截面包括，但不限于，圆形、椭圆形、或多边形(如三角形、正方形、五边形、六边形、八边形等)，从而形成圆柱形、金字塔形、圆锥形或棱柱形的柱。虽然以上描述的示例性衬底图解出具有均匀形状和大小的凸起立柱，但是给定衬底上的凸起立柱的形状、定向和/或大小可以改变。
[0130]可以挤压或模制开放多孔性PTFE (ePTFE)膜以便呈现多种形状，如在图35A至35C和图33中所图解。图35示出一种用于由ePTFE膜制作SLIPS管线的方法的图像，其中(A)管状结构(中央)是通过在两个U形通道模具(左和右)之间挤压由两个平整ePTFE膜(Ι.Ομπι孔隙大小)形成。(B)在阴模与阳模之间挤压一个ePTFE膜，从而产生用于流体流动的缩进的通道结构。然后将这个结构覆盖并且结合至平整的ePTFE膜，以便构造(A)中所示的SLIPSU形管。所挤压的ePTFE膜的截面的扫描电子显微镜(SEM)图像(C)的低(左)和高(右)放大倍率视图；多孔纤维状结构在右图是可见的。图33示出内径(ID)从
0.075"至0.236"不断增加(对于所有管，壁厚是约0.040")的ePTFE管线(Zeus Inc)的图像(A)。商业上可获得的管线是通过在制造过程中使PTFE管线扩张以便在材料的结构中产生微观孔隙来制成。0.180" ePTFE管线(其向衬底提供多孔微纹理)可以配备有弹性外部硅酮管套管(VWR)，例如，以便提供流体流动障壁和/或以便有利于蠕动泵送。还示出管线内的多孔ePTFE表面的高放大倍率SEM(B)。
[0131]在某些实施方案中，粗糙化的表面具有大于I的粗糙度因子R，其中所述粗糙度因子被定义为真实表面积与投影表面积之间的比率。为了发生润滑液的完全润湿，需要使粗糙化的表面的粗糙度因子大于或等于由Wenzel关系式所定义的粗糙度因子(即，R > I/cos Θ，其中Θ是润滑液在平整固体表面上的接触角)。例如，如果润滑液在特定材料的平整表面上具有50°的接触角， 那么需要相对应的粗糙化的表面具有大于约1.5的粗糙度因子。
[0132]粗糙化的表面材料可以被选择成对润滑液是化学惰性的并且相对于润滑液具有良好的润湿特性。此外，粗糙化的表面形貌可以在一系列几何形状和大小尺度内变化以便提供与润滑液的所需要的相互作用，例如，润湿性。
[0133]在某些实施方案中，在润滑液之下的微米尺度/纳米尺度形貌增强了液体芯吸特性和润滑液对粗糙化的表面的粘附。因此，润滑液可以均匀地涂覆粗糙化的表面并且以任何倾斜角度截留在内部。
[0134]多孔材料的非限制性实例包括具有孔(例如，高长宽比的孔、圆柱体、柱，等等)的固体衬底、孔和一种或多种材料的三维互连的网状物(例如，3-D有序的胶体组装、嵌段共聚物，等等)、以及纤维材料的无规则的阵列(例如，滤纸、织物、电纺薄膜)。
[0135]可以使用的多孔或粗糙表面结构的非限制性实例包括聚合物(例如，聚砜、PDMS、以及聚吡咯)和疏水性多孔(例如，Teflon)材料。例如，所述粗糙化的表面可以由以下各物制造:聚合物(例如，环氧树脂、聚碳酸酯、聚酯、尼龙，等等)、金属、蓝宝石、玻璃、呈不同形式的碳(如金刚石、石墨、炭黑，等等)、陶瓷(例如，氧化铝)等。例如，含氟聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、氟化乙丙烯等可以用作衬底。许多多孔材料是商业上可获得的，或可以通过许多已被充分确立的制造技术制成。例如，聚四氟乙烯(还以商品名“Teflon’和缩写“PTFE”’已知)过滤材料是商业上可获得的。在一些实施方案中，粗糙化的表面是由血液相容性材料制造，所述血液相容性材料的非限制性实例包括硅橡胶和聚砜。在某些实施方案中，粗糙化的表面是由任何适合的材料制造。在某些实施方案中，如果所需要的材料和形状是不导电的，那么可以通过施加薄薄的一层导电材料，如通过气相沉积技术、溅射、金属化技术等，来使所述材料和形状的表面导电。此外，所述多孔表面可以容易地在商业上重要的大表面积材料上形成。在必要时，可以进行表面官能化以便对固体表面进行改性，以使得与液体A相比，润滑液优选地润湿粗糙化的表面。
[0136]可以通过用于将凸起的结构制作到衬底上的任何已知方法来产生凸起的结构。非限制性实例包括模制至装置结构中、常规光刻、投影光刻、电子柬写入或光刻、沉积纳米线阵列、在衬底的表面上生长纳米结构、软光刻、复制模制、溶液沉积、溶液聚合、电聚合、电纺丝、电镀、气相沉积、接触印刷、蚀刻、喷珠、喷砂、转印图案化、微压印、自组装等。
[0137]在某些实施方案中，粗糙化的表面可以(例如)通过B.Pokroy, A.K.Epstein,M.C.M.Persson-Gulda, J.Aizenberg, Adv.Mater.21,463 (2009)中描述的复制模制工序制成，所述文献的内容是以引用的方式全部并入本文。图案化表面还可以通过软光刻方法(参见，例如，J.Aizenberg和B.Pokroy, PCT/US2009/048880，所述文献的内容是以引用的方式全部并入本文)来作为复制物(例如，环氧树脂复制物)获得。具有图案化表面的聚合物薄膜可以通过本领域已知的手段(例如，卷对卷压印或压花)来制作。举非限制性实例来说，预先产生的图案的复制阴模可以通过将预聚合物与硬化剂的混合物(例如，10:1的比例)倾注在图案上、接着在烘箱中热硬化来由聚二甲基硅氧烷、PDMS(例如，Dow-Sylgardl84)制成。在冷却之后，可以剥落PDMS阴模并且用于通过将所需要的材料(例如，UV可硬化环氧树脂)倾注至所述阴模中来制作最终复制物。在使所 述材料固化之后，可以剥落所述阴模，从而留下初始图案的复制物。然后，复制物的表面可以用低表面能涂料如(十三氟一 1，1，2，2-四氢辛基)-三氯硅烷进行化学官能化。
[0138]例如，具有如图5A所图解的立柱阵列的硅衬底可以通过光刻使用Bosch的反应离子蚀刻方法来制作(如在 Plasma Etching !Fundamentals and Applications,M.Sugawara等，Oxford University Press, (1998), ISBN-10:019856287X 中所描述，所述文献的内容是以引用的方式全部并入本文)。
[0139]疏水性凸起的表面结构的阵列可以按微米尺度使用微模制技术制成。例如，粗糙表面结构可以是微米尺度的疏水性凸起的表面结构的阵列，如聚合物(如环氧树脂)中图案化的立柱和相交的壁(图10A-10C)。
[0140]在某些实施方案中，粗糙化的表面可以是三维多孔材料的表面(参见，例如，图5B至图邪)。多孔材料可以是具有足够厚度以便稳定润滑液的任何适合的多孔网状物，如约5μπι至约Imm的厚度。此外，多孔材料可以具有任何适合的孔隙大小以便使润滑液稳定，所述孔隙大小如约IOnm至约100 μ m
[0141]在另一个实施方案中，多孔氧化铝是通过如图5B中所示的阳极氧化方法来制造，其中铝衬底是在恒定电势下进行电化学氧化。孔隙的孔隙大小、孔隙间间距、以及长宽比可以通过调整电化学氧化方法的操作参数来进行调节。所述方法在衬底中产生多孔贯通孔，其中多孔孔的大小是近似50nm，长宽比大于10000(参见，Lee等，Nature Mater.5，741-47，2006，所述文献的内容是以引用额的方式全部并入本文)。
[0142]在一些实施方案中，机械或(电)化学方法可以用于使金属表面粗糙化。可以将粗糙化的和非润湿的材料直接地喷涂至金属表面上。通过在水中煮沸在铝表面上的勃姆石(Y-AlO (OH))形成也可以用于使金属表面如铝粗糙化。疏水性聚合物纳米纤维的旋转喷射纺丝和适当的引物的分层沉积还可以用于使衬底粗糙化以用于在SLIPS中使用。
[0143]在另一个实施方案中，如图5C中所示的二氧化硅的长程有序的多孔结构可以通过牺牲性聚合物胶体颗粒与水解硅酸盐溶胶一凝胶前体溶液的蒸发性共组装方法来产生。所述方法产生厘米级或更大的无裂纹的多孔表面，孔隙大小为约IOOnm至约lOOOnm，且孔隙率为约 75% ο (参见，Hatton 等，Proc.Natl.Acad.Sc1.107，10354-10359，2010 和于2011年2月11日提交的美国专利申请号13/058，611，所述文献的内容是以引用的方式全部并入本文)。
[0144]参见图K)，基于聚合物的多孔膜(如医用级PTFE)可以通过将PTFE粉末与润滑液进行混合以便形成糊状物来制成。然后，可以通过如挤出模制的方法将糊状物模制成所需要的形状。然后可以将模制的PTFE膜加热至低于它的熔点以便驱散润滑剂。此后，可以形成多孔PTFE膜(参见美国专利号5，476，589，所述专利的内容是以引用的方式全部并入本文)。
[0145]在另一个实施方案中，多孔材料可以通过电沉积方法(如STEP方法)(STEP=通过电沉积在图案化的衬底上结构转化，参见，于2011年7月19日提交的PCT申请号PCT/USl 1/44553和Kim等，Nano Lett.，发表中，(2011)，所述文献的内容是以引用的方式全部并入本文)在金属表面上原位产生。可以控制电沉积条件以使得导电聚合物的纳米纤维可以在导电表面上形成。可以进一步控制电沉积条件以便提供所需要的纳米纤维直径和间距。在某些实施方案中，可以控制电沉积条件以便提供任何其它所需要的形态，所述形态可以提供另外的稳定润滑层的手段。
[0146]导电有机聚合物的形态可以通过改变沉积条件如单体的浓度、电解质和缓冲液的类型、沉积温度和时间、以及电化学条件如施加的电势来进行控制。例如，增加电化学溶液中的单体的浓度、所施加的电势、和/或温度通常导致更快的聚合速率和在生长过程中的许多寄生成核部位，从而产生类似于花椰菜的形态(参见图24A)。相比之下，更低浓度的单体、更低的施加的电势、以及更低的温度可以导致具有基本上均匀的直径的纳米纤丝生长(参见图24B)。单体的浓度或所施加的电势的进一步减少可以导致具有低表面覆盖率的聚合物纳米纤维的短棒(参见图24C)。在另一个实例中，增加电解质和缓中液的类型以便获得酸性更强的溶液可以导致花椰菜形状的形成(参见图24A)或聚合物的过度生长(参见图24D)。在另一个实例中，可以使所施加的电压循环，从而导致所沉积的聚合物层的不同氧化态，所述不同氧化态经常表现为颜色变化(例如，随着增加的施加的电压从深蓝色到绿色然后到淡黄色)。在另一个实例中，所施加的电压可以在恒定电压下脉冲以便仅在下层微立柱结构的尖端上形成聚合物，从而导致蘑菇样形态(参见图24E)。因此，可以从纳米尺度到超过微米尺度来精细地控制导电有机聚合物的形态，并且可以通过简单的修饰来产生具有精确控制的形态的表面涂层，所述涂层通过形态的设计和控制来保证不同表面特性的定制。
[0147]在其它实施方案中，粗糙化的表面被进一步官能化以便改善润滑液所致的润湿。表面涂层可以通过本领域熟知的方法来实现，包括等离子体辅助的化学气相沉积、化学官能化、溶液沉积、以及气相沉积。例如，含有羟基(即，-0H)的表面可以用不同的商业上可获得的氟硅烷(例如，十三氟-1，1，2，2-四氢辛基一三氯硅烷、十七氟-1，1，2，2-四-氢癸基三氯硅烷，等等)进行官能化以便改善由低表面张力流体所致的润湿。在某些实施方案中，具有天然氧化物的许多材料如硅、玻璃、以及氧化铝可以使用如等离子体处理的技术来活化以便含有-OH官能团。在活化之后，气相沉积抑或溶液沉积技术可以用于附着硅烷以使得可以产生具有低表面能的表面。对于气相沉积，沉积可以通过使表面暴露于硅烷蒸气来进行。对于溶液沉积，沉积可以通过将表面浸溃在硅烷溶液中、接着在沉积之后清洗并且吹干来进行。对于分层沉积，引物的分层沉积之后接着施加牺牲性珠粒与液体B的混合物，将所述混合物干燥并且硬化。去除所述珠粒以便产生连续的多孔Teflon样表面。
[0148]在一些其它实施方案中，当表面上不存在羟基基团时，表面可以通过首先用金属(如金或钼)的薄膜涂覆它来进行官能化，并且所述金属薄膜可以用不同的商业上可获得的具有低表面能的硫醇(例如，庚烷硫醇、全氟癸烷硫醇，等等)进行官能化。类似地，气相沉积或溶液沉积技术可以与对于使用(例如)烷硫醇溶液进行硅烷沉积所描述的类似地进行。
[0149]在另一个实施方案中，粗糙化的多孔衬底可以通过喷雾方法来产生，其中由微小颗粒/纳米颗粒组成的乳液被喷雾至平整固体表面上(图14A1)。这些颗粒在溶剂干燥后组装到粗糙化的固体层中。所述固体层然后可以由润滑液浸润(图14A2)(所述润滑液还可以通过另外的喷雾来施加)。图14A示出通过喷雾方法粗糙化的表面。此处，衬底140是通过将微粒物质142喷雾或沉积在衬底140上以便产生多孔涂层(Al)来粗糙化并且用润滑液144浸润粗糙化的表面。可以被喷雾至平整固体表面上以便形成粗糙化的多孔材料的微小颗粒/纳米颗粒的非限制性实例包括二氧化钛、二氧化硅、纳米金刚石、金属(如银、金、钼、铜、金、钯、锌、以及钛)，羟基磷灰石(HAp)纳米颗粒。
[0150]在一个或多个实施方案中，粗糙化的多孔衬底是通过化学或物理蚀刻产生，所述蚀刻包括机械粗糙化如喷珠和喷砂。参见图14B，衬底140通过蚀刻来粗糙化(BI)。蚀刻剂148由预形成的管 道146携载并且沉积至衬底140上以便产生粗糙化的表面。所述表面被粗糙化后，将它用液体(未图示)或硅烷蒸气150进行官能化(B2)，并且用润滑液144浸润(B3)。
[0151]在其它实施方案中，粗糙化的多孔衬底是通过在所述表面上生长纳米结构化的材料来制成。在图14C中，纳米结构化的材料152在衬底140的表面上生长以便产生粗糙化的表面(Cl)，所述粗糙化的表面用液体(未图示)或硅烷蒸气150进行官能化(C2)并且用润滑液144灌注(C3)这些纳米结构的非限制性实例包括PPy纳米纤维、碳纳米管等。纳米结构就位后，所述表面可以通过硅烷化来进行化学官能化(图14C2)并且用润滑液浸润(图 14C3)。
[0152]在某些实施方案中，粗糙化的表面可以在多种平坦的或非平坦的表面上形成或被施加至平坦的或非平坦的表面上(参见图7和图8A-8B)。例如，图8B示出附着至圆柱形固体核心的外表面的多孔膜。它还可以附着至管和其它不规则的形状的衬底的内表面、外表面、或内表面和外表面。
[0153]在某些实施方案中，固体表面可以是大致上平整的。当所述平整表面的临界表面能高于功能性润滑液的表面张力时，这种情况可能是适用的。
[0154]在某些实施方案中，粗糙化的表面可以具有比得上或小于待被排斥的材料的孔隙。例如,可以利用小于原生动物(例如，10 μ m)、细菌(例如，I μ m)、病毒(例如，0.1 μ m)等的大小的孔隙大小。
[0155]在一个或多个以上实施方案中，被施加有SLIPS的表面的非限制性实例包括套管、连接器、导管(例如，中央管线、外周插入的中央导管(PICC)管线、泌尿、血管、腹膜透析、以及中央静脉导管)、导管连接器(例如，鲁尔-锁(Leur-Lok)和无针连接器)、夹具、皮肤钩、护套、牵引器、分流器、针、毛细管、气管内插管、呼吸器、相关联的呼吸器管线、药物递送媒介、注射器、显微镜载玻片、平板、薄膜、实验室工作台、孔、孔板、陪替氏培养皿、瓷砖、大口瓶、烧瓶、烧杯、小瓶、试管、管线连接器、柱、容器、比色皿、瓶子、转鼓、大桶、槽、器官、器官移植物、或器官组件(例如，子宫内装置、除颤器、角膜、乳房、膝置换物、以及髋置换植入物)、人工器官或其组件(例如，心脏瓣膜、心室辅助装置、全人工心脏、耳蜗植入物、视觉假体、以及其组件)、牙科工具、牙科植入物(例如，根形、板形、以及骨膜下植入物)、生物传感器(例如，葡萄糖和胰岛素监测器、血氧传感器、血红蛋白传感器、生物微机电装置(bioMEM)、败血症诊断传感器、以及其它蛋白质和酶传感器)、生物电极、内窥镜(子宫镜、膀胱镜、羊膜镜、腹腔镜、胃镜、纵膈镜、支气管镜、食管镜、鼻镜、关节镜、直肠镜、结肠镜、肾镜、毛细血管显微镜、胸腔镜、食管镜、喉镜、以及脑镜)、伤口敷料(例如，绷带、缝线、U形钉)、以及其组合。
[0156]润滑液(液体B)
[0157]选择润滑液以便产生本质上光滑、稳定、且无缺陷的流体表面。所述润滑液应该浸润、润湿、并且稳定地粘附至衬底。此外，它相对于固体衬底和待排斥的流体应该是化学惰性的。在某些实施方案中，当被提供在粗糙化的表面上时，润滑液具有形成大致上在分子上平整的表面的能力。在某些其它实施方案中，当被提供在粗糙化的表面上时，润滑液具有形成大致上在原子上平整的表面的能力。在一个或多个实施方案中，润滑剂是大致上不可压缩的。
[0158]此外，润滑液能够排斥不混溶的流体，并且特别是具有任何表面张力的生物流体。例如，待排斥的流体与润滑液之间的混合的焓可以是足够高的(例如，水和油)以使得当混合在一起时它们彼此相分离。在某些实施方案中，可以选择润滑液以使得待排斥的流体具有小的或大致上无接触角滞后。例如，可以获得小于约5°、2.5°、2。、或甚至小于1°的的接触角滞后。低接触角滞后促进在低倾斜角(例如，<5° )下的滑动，从而进一步增强表面的流体排斥特性。
[0159]给定润滑液的排斥流体的能力的有效性可以通过本领域已知的可视化技术来进行确认，所述技术包括突光显微术和扫描电子显微术(SEM)。
[0160] 在一个或多个实施方案中，润滑液相对于固体表面和生物流体是惰性的。润滑液容易地流入粗糙化表面的凹处并且通常当提供在粗糙化的表面上时具有形成超平滑表面的能力。图4A示出由斜面环氧树脂制备的平整表面的非结构化的表面410上的全氟-三戊胺(本文由商品名“FC-70”提及)润滑液的液滴400。虚线表示衬底的上表面的位置。液滴在平整表面上铺展，但保持液滴形式。图4B示出具有纳米结构的、相同组成的示例性粗糙化表面420上的相同润滑液，所述纳米结构的特征在插图中示出。如所示，所述纳米结构极大地增强润滑液在表面上的润湿，从而在形貌上产生均匀涂覆的光滑功能层。所得到的超平滑表面能够排斥流体，包括但不限于生物流体和溶液或悬浮液中的颗粒。[0161]润滑液可以选自多种不同流体。这些流体可以基于它们的生物相容性、低(或高)毒性、抗凝结性能、在生理条件下的化学稳定性、以及从装置的表面浸出的水平进行选择。例如，被批准用于生物医学应用(例如，血液代用品、MRI造影剂)中的化合物，如全氟化烃和有机硅酮化合物(例如硅酮弹性体)，可以用作润滑液。在一个或多个方面，润滑液是化学上惰性的、高密度生物相容流体，润滑液的非限制性实例包括全氟烷基叔胺(如全氟三-正戊胺、FC-70、全氟三-正丁胺FC-40，等等)、全氟烷基硫化物和全氟烷基亚砜、全氟烷基醚、全氟环醚(像FC-77)和全氟聚醚(如由DuPont的KRYTOX家族的润滑剂)、全氟烷基膦以及全氟烷基膦氧化物，并且使用其组合。.此外，长链全氟化羧酸(例如，全氟十八酸和其它同系物)、氟化膦酸、氟化硅烷、以及其组合可以用作液体B。全氟烷基可以是直链的或支链的。
[0162]在某些实施方案中，润滑液具有高密度。例如，润滑液具有多于1.0g/cm3、1.6g/cm3'或甚至1.9g/cm3的密度。在某些实施方案中，润滑液的密度大于生物流体的密度以便增强流体排斥性。高密度流体减少冲击流体‘沉降’在润滑液的表面以下并且变成夹带在其中的倾向。在某些实施方案中，液体A的密度可以低于润滑液的密度。例如，液体A的密度可以比润滑液的密度低至少约1.5倍。 [0163]在某些实施方案中，润滑液具有低蒸发速率，如小于100nm/s、小于10nm/s、或甚至小于l-2nm/s。润滑液应以足以覆盖衬底的粗糙表面并且提供超平滑表面的厚度来进行施加。将润滑液典型厚度取为约IOym的并且取约l-2nm/s的蒸发速率，SLIPS可以在无任何再填充机制的情况下保持高度流体排斥持续较长一段时间。
[0164]在某些实施方案中，润滑液具有低冻结温度，如小于-5 °C、-25 °C、或甚至小于_50°C。具有低冻结温度允许润滑液维持它的光滑行为以便在一定温度范围内排斥多种液体或固化流体(如冰等)。
[0165]在实验上，观察到当润滑液的运动粘度小于IcmVs时，对象A可以在润滑液的表面上变得高度可移动。由于液体粘度是温度的函数(即，液体粘度随着温度的增加而减少)，需要选择在特定温度范围下在上述粘度(即，< IcmVs)下操作的适当的润滑剂。具体来说，在小于-80°C至大于260°C范围的温度下，在所指定的粘度下可以找到各种不同的商业上可获得的润滑液,如全氟化油(例如，3M? Fluorinert?和DuPont? Krytox(H)油)。
例如，DuPont Krytox油的液体粘度的温度依赖性作为具体实例在表1中示出(注释:数据是由DuPont Krytox油的制造商提供)。
[0166]表1.DuPont Krytox油的液体粘度的温度依赖性


枯度(cm2/s)
温度 Krylox Krytox Krylox Krytox Krviox Krytox Krytox Krytox
(°C) 100 101 102 103 104 105 106 107
[0167]200.124 0.174 0.38 0.82 1.77 5.228.2215.35
400.055 0.078 0.15 0.30 0.60 1.602.434.50
100- 0.02 0.03 0.05 0.084 0.180.250.42
204----- 0.031 0.0410.06
260 -_-_-_-_-_-0.0240.033
[0168]对象A与液体B的粘度影响SLIPS的性能。由于SLIPS的液体排斥性是由液体B的存在而赋予的，因此液体B的粘度可以影响SLIPS的液体排斥性的物理特征，如对象A的速度。液体B粘度越高，给定液体A的移动性将越低。
[0169]对于恒定粘度的液体A来说，它在SLIPS上的速度随着液体B的增加的粘度而减少。例如，参见图36，对于50μ L的绝对粘度为IcP的液体Α，它在SLIPS上的速度在液体B的粘度为13cP、140cP、以及990cP的情况下分别是约17cm/s、约5.8cm/s、以及约0.98cm/S。因此，为了增强液体A在SLIPS上的速度，需要使用具有较低粘度的液体B。这个总体趋势对于粘度在IcP至1000cP范围内的液体A是一致的。
[0170]润滑液可以按任何所需要的厚度沉积，条件是润滑液的顶表面形成超平滑表面并且被保持并且与下层表面相互作用。如果液体层太厚，那么上表面从下层表面‘释放’并且将与液体A —起从SLIPS表面流动。与下层表面相互作用并且由下层表面保持的液体层被称为液体层的‘特征厚度’。特征厚度将取决于下层表面和环境条件(例如，温度、压力，等等)而不同。大致上近似于表面粗糙度峰到谷距离的薄膜厚度提供衬底与润滑液之间的良好流体-固体相互作用。当固体结构在垂直于水平面的位置处倾斜时，具有低于特征长度尺度的厚度的润滑液保持基本上粘附至粗糙化的表面，而高于特征长度的流体层可以流动，从而产生流线(表面缺陷)并且破坏流体表面的平整度。例如，当峰至谷高度是约5μπι时，润滑液的非限制性厚度(如从粗糙化的表面的谷所测量)是近似5-20 μ m。
[0171]在某些实施方案中，润滑液可以通过将数滴流体吸移至粗糙化的表面上、或通过将粗糙化的表面浸溃到携载润滑液的储器中来进行施加。在一些实施方案中，可以将润滑液喷雾、浇铸、或抽吸到粗糙化的表面上。润滑液可以通过毛细管作用浸润粗糙化的表面，所述润滑液可以润湿所述粗糙化的表面并且在所述表面之上形成薄膜。润滑液和粗糙化的表面都可以通过双喷雾方法来产生，其中首先将由纳米颗粒/微小颗粒组成的乳液喷雾至平整固体表面上以便形成大致上粗糙化的固体层，并且然后可以将润滑液喷雾至这个新形成的层用于进 一步浸润。此外，润滑液可以通过毛细管作用浸润至粗糙化的表面的孔隙中并且在所述粗糙化的表面之上形成超平滑薄膜。在某些实施方案中，当提供足够量的润滑液时，润滑液可以润湿整个粗糙化的表面结构并且在下层粗糙化的表面上形成超平滑薄膜。
[0172]液体B的容易补充性
[0173]使用多孔材料的另一个有利特征可以是散装材料内毛细管网的存在，所述毛细管网可以进一步增强液体B穿过孔隙的运输。多孔结构可以在表面处提供补充流体并且可能适用于解决液体B从SLIPS表面的蒸发或其它材料损失。例如,在一部分液体B由于蒸发、突然压力净化、物理损伤等在材料的表面处减少的情况下，液体B可以通过这些网状物中的毛细管作用进行补充。补充液体B是通过毛细管芯吸抽吸穿过衬底的多孔本体以便更新SLIPS的上表面。在某些实施方案中，多孔材料本身可以用作流体储器，以便储存液体B用于随后毛细管再填充目的。
[0174]在某些实施方案中，如图9A中所示，为了进一步延长本公开的光滑表面的寿命，可以将多孔材料905连接至安置在固体衬底901上的外部流体储器903，其中多孔材料905内的毛细管网可以帮助将液体B从流体储器903转移(例如，经由芯吸)至多孔材料905。
[0175]图9B示出替代实施方案，其中具有多孔材料905作为粗糙化的表面的SLIPS是在圆柱形管的内表面中形成。如所示，圆柱形管901具有用作液体B的流体储器的第一环形区域903，然后是具有多孔材料905的SLIPS的内环形区域，所述内环形区域围绕着用于液体A的流动的空心区域907。在操作中，环形区域903中的液体B转移(例如，经由芯吸)至多孔材料905中以便形成SLIPS，并且液体A可以流动穿过所述空心区域，其中在905与907之间的界面处有少量至没有阻力。
[0176]图9C示出另一个实施方案，其中SLIPS是在任意形状的流动路径的内表面中形成。如所示，底部衬底901具有用作液体B的流体补充源的通道903，所述通道联接至SLIPS的多孔材料905。多孔材料905是通过将具有相配合的凹陷区域的底部衬底901与具有形成在其上的大致上平整的多孔材料911的顶部衬底909相组合形成。所述顶部与底部衬底部分的组合形成用于液体A的流动的空心区域907。
[0177]图9D示出关于如何能够形成图9C的底部衬底901和SLIPS905的一些光学显微照片。如所示，可以将具有孔隙的三维无规则的网状物的TEFLON滤纸930放置在界定任意流动路径的阳模940与阴模950之间，并且可以将阳模940和阴模950按压在一起以便在TEFLON滤纸930上复制所述流动路径图案。可以将模板TEFLON滤纸930放置在阴模950内部，所述阴模现在用作图9C的底部衬底901，并且可以将用作SLIPS911的具有另一个大致上平整的TEFLON滤纸的大致上平整的衬底909施加至其上(未图示)，以便形成图9C中所示的流动路径907。阴模950可以进一步包括用于根据需要补充液体B的通道903 (未图示)O
[0178]图35示出SLIPS的数个其它非限制性实施方案和如何可以将液体B补充至这些实施方案的每个中的SLIPS。左栏对应于以下系统，其中SLIPS暴露于介质X与液体A (作为液滴示出)。右栏对应于以下系统，其中SLIPS大致上仅暴露于液体A (作为两个SLIPS之间的填料(plug)示出)在任一系统中，可以根据需要将液体B补充至SLIPS。顶排示出存在有限量的液体B的情景。中间一排示出存在大的液体B源(例如，从补充SLIPS所需的液体B的量的观点来看实际上无限的源)的情景。底排示出可以根据需要手动或自动地喷雾液体B来补充液体B的情况。如所示，许多不同的构造和它们的派生物是可能的。
[0179]应注意虽然本文描述的实施方案是指多孔材料，但是可以利用本文描述的任何其它适合的粗糙化的表面。
[0180]衬底-润滑液组合
[0181]SLIPS可以承受近似IO3-1O7Pa的流体冲击压力(例如，比当今技术水平的表面高至少一个数量级至五个数量级)，并且能够在临界物理损伤时以近似IOOms至Is的快速自修复时间(即，比当今技术水平的表面快4个数量级)使它们自己恢复至异常的液体排斥性。
[0182]在某些实施方案中，可以选择润滑液和粗糙化的表面以使得它们具有快速自修复特性。如本文所用，“自修复”是指在物理冲击(例如，损伤)之后超平滑(并且甚至基本上在分子上平整的)表面的再形成。润滑液是在由磨损或冲击所致的对多孔材料的损伤之后快速恢复流体排斥 功能的自修复涂层。自修复在润滑液通过表面能量驱动的毛细管作用朝向衬底的损伤区域流动以便自发地填充物理空隙时发生。恢复时间是润滑剂粘度的函数。例如，对于KrytoxlOO来说，自修复时间是近似150ms至Is。对于比KrytoxlOO的粘度更大的Krytoxl03来说，自修复时间是近似O (IOs)或以上。在一个或多个实施方案中，流体移位的恢复时间是小于一秒。在其它实施方案中，恢复时间是零点几秒。在其它实施方案中，取决于所承受的损伤的量和所使用的润滑液和衬底的特征，恢复时间是50ms、60ms、70ms、80ms、90ms、100ms、I10ms、120ms、130ms、140ms、150ms、160ms、170ms、180ms、190ms、200ms、210ms、220ms、230ms、240ms、250ms、l秒、5秒、10秒、30秒、60秒、90秒、120秒或以上。液体排斥表面的自修复行为可以是润滑液与粗糙化的表面之间的相互作用以及润滑液的粘度的函数。润滑液的典型运动粘度是在0.1OcmVs至10cm2/s的范围中。参见图28和29，颗粒冲击或刮擦可以通过(例如)破坏或去除表面的小面积的形貌特征而损坏表面。在一个实施方案中，对于FC-70润滑液在基于环氧树脂的SLIPS上的约50 μ m流体移位所测量的自恢复时间仅是约150ms(图28A)。典型地，冲击还可以使润滑液移位，从而产生刮痕或凹坑并且使衬底表面暴露。然而，由于润滑液的芯吸能力和良好润湿特性，液体层可以流动返回以便再填充凹坑或划痕并且再生平滑流体表面。图28A示出时间推移图像，这些图像示出的SLIPS在近似IOOms的时间尺度上自约50 μ m宽的物理损伤的自修复能力。图28B是可能发生的损伤的类型和恢复光滑液体表面的修复过程的示意图。具有额外流体的储器可供用于使流体层厚度‘完成(top off)’，以便维持所需要的厚度。甚至更意外的是，SLIPS可以重复地对承受大面积的物理损伤的表面恢复流体排斥功能。图29是根据某些实施方案示出在临界物理损伤之后的液体排斥功能的恢复的图表(测试液体=癸烧，Y Lv = 23.6±0.lmN/m)。
[0183]在某些实施方案中，粗糙化的表面可以进行官能化，以使得所述粗糙化的表面的临界表面能高于润滑液的表面能；在这些条件下，润滑液的完全润湿可以在整个粗糙化的表面上自发地发生。
[0184]在某些实施方案中，当粗糙化的表面的临界自由能低于润滑液的表面能时，所述粗糙化的表面可以被提供有高粗糙度，以便促进润滑液在粗糙化的表面的孔隙内的润湿。
[0185]在某些实施方案中，润滑液具有的表面能小于所述粗糙化的表面的表面能。一般来说，当液体B的表面能低于下层粗糙化的表面的表面能时，它倾向于良好地润湿固体。更具体地说，液体的铺展取决于铺展参数(S),其中S= [EW/iS] =F?Jifijs= Y S()-( Y si+ Y )，其中Y’ Y ^以及Y分别为在固体/空气、固体/液体、以及液体/空气界面处的表面能。如果S>0，那么液体完全润湿表面，而如果S〈0，那么液滴部分润湿表面。(参见，例如，P.-G.de Gennes, F.Brochard-ffyart, D.Quere, Capillarity and Wetting Phenomena:drops,bubbles, pearls, waves, Springer (New York, NY), 2004,所述文献的内容是以引用的方式全部并入本文)。因此，在某些实施方案中，液体B的表面能使得铺展参数S是正的。
[0186]在某些实施方案中，粗糙化的表面的临界表面张力(即，YcJ可以是比得上或低于润滑液的表面张力(即，YLV-B)的。例如，粗糙化的表面的临界表面张力可以是比润滑液的表面张力低至少1.25倍。
[0187]在某些实施方案中，润滑液(并且类似地液体A)可以是与粗糙化的表面不反应的。例如，可以选择粗糙化的表面和润滑液(或待排斥的液体)以使得所述粗糙化的表面在与润滑液(或待排斥的液体)接触后不会溶解。具体的说，全氟化液体(润滑液)工作异常良好，以排斥广泛范围的极性和非极性液体A以及它们的固化形式。
[0188]可以采用以上描述的粗糙化的表面与润滑液的任何适合的组合。例如，作为润滑液的全氟化液体和由聚合物(例如，环氧树脂、硅酮、以及Teflon)制成的纳米结构化的表面可以用作粗糙化的表面，所述聚合物用末端官能团-CF3或其它类似的氟碳基团进行化学官能化。包括蓝宝石、金刚石、硅、玻璃、以及金属(例如，铝)的其它材料还可以用于适合的化学官能化方案。
[0189]预期可以将SLIPS并入以下环境中:(1)其中润滑液基本上仅暴露于对象A，或(2)其中润滑液暴露于对象A与另一个流体环境，如介质X (例如，大气、水下，等等)。
[0190]当将SLIPS并入第一环境(例如，在医用管线的内部之中、在医用管线的外部之外等)中时(参见图9B)，可以通过满足等式(el)中所示的条件来选择固体/润滑剂/不混溶的测试液体的工作组合。
[0191]Δ E0= Y BXcos θ BX- y Axcos θ Αχ>0 (el)
[0192]其中yΑΧ和Ybx分别表示对象A-介质X界面和润滑液-介质X界面的表面能。同样，θAx和ΘΒΧ分别是对象A和润滑液在浸溃在介质X环境之下的平整固体表面上的平衡接触角。
[0193]换句话说，当将SLIPS并入第二环境中(例如，暴露于大气/水下/其它不混溶的流体环境)时，满足以下两个条件可以提供适合的SLIPS。
[0194]Δ E1=R ( Y BXcos θ Βχ- y Axcos θ Αχ)_ Y αβ>°(e2)
[0195]Δ E2-R ( Y BXcos θ βχ- Y axCOS θ αχ) + Y αχ- Y βχ〉0 (e3)
[0196]其中Yab表示对象A-润滑液界面的表面能。
[0197]此外，当在完全浸溃的环境(即，空气/水/其它不混溶的流体)中操作SLIPS时，对象A与介质X之间的密度差还可以对流体排斥性起作用。例如，为了使对象A通过重力从SLIPS滑落，对象A的密度Pa可以合意地大于介质X的密度Px (即，PA>PX)。此外，对象A的大小可以近似为或大于它的毛细管长度。具体地说，毛细管长度是量化对象上的体积力对表面力的优势度(dominance)的特征长度尺度,可以定量地表达为U/pg)1/2,其中Y、P、以及g分别是液体的表面张力和密度、以及重力。
[0198]利用以下标准技术可以获得或估算出(el)、(e2)以及(e3)中所提到的不同参数(即，θΑΧ、θΒΧ、Yax、Ybx、Yab、r)。虽然描述了以下标准技术，但是可以利用其它技术。
[0199]表2A示出基于所提出的关系式RUbxCOS ΘΒΧ-Yaxcos Θαχ) + yαχ-yβχ>0的预测的光滑表面的固体、液体A和B的工作组合的实例。当所述关系式成立时，润滑液将保持与多孔固体密切接触，而不会被液体A移位。注意平衡接触角是由平整的固体表面上的液体A和润滑液的前进和后退接触角的平均值估算的。满足所述关系式可以帮助促进光滑表面的操作稳定性，其中液体层基本上完全被测试液体覆盖(即，涉及测试液体与液体层之间的单个流体界面的两相环境)并且其中液体层接触测试液体的液滴以及空气(即，涉及(i)测试液体-液体层、(ii)测试液体-空气、以及(iii)液体层-空气的三个流体界面的三相环境)。 [0200]在表2A中，“Y”指示液体B形成稳定的润滑薄膜，并且没有被对象A移位，并且“N”指示液体B被对象A移位。R表示衬底的粗糙度因子，YA表示对象A的表面张力，并且Yb表示对象B的表面张力。θA和ΘΒ是由所测量的平整衬底上的静止接触角、由至少三个单独测量值估算出的(参见表2Β)。
[0201]表2Α.不同固体-液体A-液体B组合的控制关系与实验观察的比较
【权利要求】
1.一种用于排斥生物材料的物品，所述物品包括: 润滑液层，其中所述润滑液是与生物材料不混溶的，所述润滑液层在粗糙化的固体衬底上形成超平滑表面； 其中所述润滑液粘附至所述衬底并且所述衬底优选地由所述润滑液润湿， 所述固体衬底和润滑液形成被构造和安排成与生物材料相接触的光滑表面。
2.如权利要求1所述的物品，其中所述物品满足以下条件:
YBXc0s 9 BX- Y AXc0s 9 AX〉O(el) 其中Yax是所述生物材料与周围介质的界面能； 其中Ybx是所述润滑液与所述周围介质的界面能； 其中ΘΑΧ是所述生物材料在浸溃在所述周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角；并且 其中ΘΒΧ是所述润滑液的液体在浸溃在所述周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角。
3.如权利要求1所述的物品，其中当所述物品暴露于介质X时，其中X是空气/气体/水/不混溶的生物材料，所述物品满足以下两个条件:
R ( Y BXc0s 9 BX- Y AXc0s 9 AX) _ Y AB〉O(e2)
R ( Y BXc0s 9 BX - Y AXc0s 9 AX) + Y AX- Y BX〉O(e3) 其中YAX是所述生物材料与周围介质的界面能； 其中YBX是所述润滑液与所述周围介质的界面能； 其中Yab是所述生物材料与所述润滑液界面的界面能； 其中θΑχ是所述生物材料在浸溃在所述周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角； 其中ΘΒΧ是所述润滑液在浸溃在所述周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角； 其中R是所述粗糙化的表面的粗糙度因子。
4.如权利要求1所述的物品，其中所述衬底是包含多孔材料的粗糙化的表面。
5.如权利要求1所述的物品，其中所述固体衬底是导电性的、非导电性的、磁性的、非磁性的、弹性的、非弹性的、光敏性的、或非光敏性的。
6.如权利要求4所述的物品，其中多孔材料包括具有多个孔的固体衬底、孔和一种或多种材料的三维互连的网状物、或纤维材料的无规则的阵列。
7.如权利要求1所述的物品，其中微小颗粒或纳米颗粒被施加至平整衬底上以便形成粗糙化的多孔衬底。
8.如权利要求1所述的物品，其中所述衬底是硅烷化的。
9.如权利要求1所述的物品，其中所述润滑液通过毛细管作用浸润所述衬底。
10.如权利要求7所述的物品，其中所述衬底是使用以下各项来进行粗糙化:光刻、投影光刻、电子束写入或光刻、沉积纳米线阵列、在衬底的表面上生长纳米结构、软光刻、复制模制、溶液沉积、溶液聚合、电聚合、电纺丝、电镀、气相沉积、分层沉积、聚合物纳米纤维的旋转喷射纺丝、接触印刷、蚀刻、转印图案化、微压印、自组装、勃姆石(Y-AlO(OH))形成、喷涂、以及其组合。
11.如权利要求1所述的物品，其中所述衬底由含氟聚合物组成。
12.丢失
13.丢失
14.丢失
15.丢失
16.丢失
17.丢失
18.丢失
19.丢失
20.哲?浬酬誥1?练客蓉劭，斛丑驾练旰蓉过韋裥_埘阵皿&泛屮恥錨降铒3降3笛 _3翁潘妈^4?潘:键炼 l-H_ iS (ActinObaCillUS)(宣难 0000?爾(Actinobacillus actinomycetemcomitans))λ ^ 咎 If 爾(ACinetObaCter)(室处H,MFP-^&lf爾(Acinetobacter baumannii)) λ ^^諸 _|1(AerOmOnaS) λ _ _ 雄Fp爾m(BOrdetella) (a^,mi0mt$_#?p_ (Bordetella pertussis) Λ^^ _ 淳 iflff__φ?ρ爾(Bordetella bronchiseptica) Λ5Ξ^15Π^0 贫 W _φ?ρ爾(Bordetellaparapertussis)) λ 霞袖^^爾(BreVibaCillUS) λ M φ 0 0 (Brucellar0?爾31(BaCterOideS)(室芦 0 I.0?_ (Bacteroides fragilis)) Λ^^?^_?ρ_(BUrkhOlderia)(宣咎，^_命掛?资__ (Burkholderia cepacia)?^挪碌命掛歸^?_?ρ_ (Burkholderia pseudomallei)) Λι^?靜甚?(BOrelia)(宣咎，命^^?^甚(Borelia bur gdor fen)) Λ^?啤l-H_ _ (Bacillus)(宣咎，雜碌^窗l-H_ (Bacillusanthracis)--^^窗?爾(Bacillus subtilis)) ΛΑ?Ι-Η爾(Campylobacter)(宣咎，$^a?1-h_ (Campylobacter jejuni)) λ hit4t^il^潘 _js (CaPnOCytOPhaga) >e>--?(CardiObaCteriUm)(宣咎，Ae>lf爾(cardiobacterium hominis)) >^鶴驟笛爾 _ (CitrObaCter) >藤爾 jS (Clostridium)(宣咎，爵密^藤爾(Clostridium tetani)^^稱藤_ (Clostridium diff icile)) >^铜甚 _ (chlamydia)(宣咎，^^^铜甚(chlamydia trachomatis) ΛΒ?^對^^(chlamydia pneumoniae)5Ξ,s.s.^對?^(chlamydia psiffaci)) Λ^^?ρ爾 jS (Eikenella)(宣咎，晶 t&M^?p爾(EikenellaCorrodens)) λ 朝 l-H_ll(EnterObaCter) Λ^雜汗 _|1(Escherichia)(宣咎，H 0?_ (Escherichia coli)) Λ?:Μ^Κ:_31(FranCiSella)(宣咎，±弹致撫sms?p_(Francisella deHarensis)) λ ?1-H爾雇(FUSObaCteriUm) λ (FlaVObaCteriUm) λilifl If _ll(Haemophilus)(宣咎，洋掛 _*_ Ι-Η_ (Haemophilus ducreyi)m^m爾(Haemophilus influenzae)) Λ?ι-Η爾?(Helicobacter) (a^,l-n?lf 爾(Helicobacter pylori)) Λ^?ρ__ (Kingella) (a^,^?p^?p_ (Kingella kingae)r

3克雷白氏杆菌属(Klebsiella)(例如，肺炎克雷白氏杆菌(Klebsiella pneumoniae))、军团杆菌属(Legionella)(例如，嗜肺性军团杆菌(Legionella pneumophila))、李斯特菌属(Listeria)(例如，单核细胞增多性李斯特菌(Listeria monocytogenes))、细螺旋体属(Leptospirae)、莫拉克斯氏菌属(Moraxella)(例如，卡他莫拉菌(Moraxellacatarrhalis))、摩根氏菌属(Morganella)、支原体属(Mycoplasma)(例如，人型支原体(Mycoplasma hominis)和肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae))、分枝杆菌属(Mycobacterium)(例如，结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)或麻风分枝杆菌(Mycobacterium leprae))、奈瑟氏球菌属(Neisseria)(例如，淋病奈瑟氏球菌(Neisseria gonorrhoeae)或脑膜炎奈瑟氏球菌(Neisseria meningitidis))、巴斯德氏菌属(Pasteurella)(例如，出血败血性巴斯德氏菌(Pasteurella multocida))、变形杆菌属(Proteus)(例如，普通变形杆菌(Proteus vulgaris)和奇异变形杆菌(Proteusmirablis))、普雷沃氏菌属(Prevotella)、邻单胞菌属(Plesiomonas)(例如，类志贺邻单胞菌(Plesiomonas shigel 1ides))、假单胞菌属(Pseudomonas)(例如，绿脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa))、普罗维登斯菌属(Providencia)、立克次氏体属(Rickettsia)(例如，立克氏立克次氏体(Rickettsia rickettsii)和斑疫伤寒立克次氏体(Rickettsia typhi))、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)(例如，嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophila))、葡萄球菌属(Staphylococcus)(例如，金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis))、链球菌属(Streptococcus)(例如，草绿色链球菌(Streptococcus viridans)、酿胺链球菌(Streptococcus pyogenes) (A 群)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae) (B 群)、牛链球菌(Streptococcus bovis)、以及肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae))、链霉菌属(Streptomyces)(例如，吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus))、沙门氏菌属(Salmonella)(例如，肠炎沙门氏菌(Salmonella enteriditis)、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)以及鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium))、沙雷氏菌属(Serratia)(例如，粘 质沙雷氏菌(Serratia marcescens))、志贺氏杆菌属(Shigella)、螺菌属(Spirillum)(例如，小螺菌(Spirillum minus))、密螺旋体属(Treponema)(例如，梅毒密螺旋体(Treponema pallidum))、韦荣球菌属(Veillonella)、弧菌属(Vibrio)(例如，霍乱弧菌(Vibrio cholerae)、副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、以及创伤弧菌(Vibrio vulnificus))、耶尔森氏菌属(Yersinia)(例如，小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica)、鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis)、以及假结核耶尔森氏菌(Yersinia pseudotuberculosis))、黄单胞菌属(Xanthomonas)(例如，嗜麦芽黄单胞菌(Xanthomonas maltophilia))以及其组合。
21.如权利要求1所述的物品，其中所述生物材料是含有选自由以下各属的成员组成的组的真菌的溶液或悬浮液:曲霉属(Aspergillus)(例如，黄曲霉(Aspergillusflavus)、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)、灰绿曲霉(Aspergillus glaucus)、构巢曲霉(Aspergillus nidulans)、黑曲霉(Aspergillus niger)、以及土曲霉(Aspergillusterreus))、皮炎芽生菌(Blastomyces dermatitidis)、念珠菌属(Candida)(例如，白色念珠菌(Candida albicans)、光滑念珠菌(Candida glabrata)、热带念珠菌(Candidatropicalis)、近平滑念珠菌(Candida parapsilosis)、克柔念珠菌(Candida krusei)以及吉勒莫地念珠菌(Candida guillermondii))、粗球抱子菌(Coccidioides immitis)、隐球菌属(Cryptococcus)(例如，新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)、浅白隐球菌(Cryptococcus albidus)、以及罗伦隐球酵母(Cryptococcus laurentii))、荚膜组织胞衆菌荚膜变种(Histoplasma capsulatum var.capsulatum)、荚膜组织胞衆菌杜波氏变种(Histoplasma cap su latum var.duboisii)、巴西副球抱子菌(Paracoccidioidesbrasiliensis)、申克抱子丝菌(Sporothrix schenckii)、伞枝梨头霉(Absidiacorymb if era);微小根毛霉(Rhizomucor pusillus)、无根根霉(Rhizopus arrhizous)、以及其组合。
22.如权利要求1所述的物品，其中所述生物材料是含有选自由以下各项组成的组的病毒的溶液或悬浮液:巨细胞病毒(CMV)、登革热、Epstein-Barr、汉坦病毒、人嗜T-淋巴细胞病毒(HTLV 1/11)、细小病毒、肝炎病毒(例如，甲型肝炎、乙型肝炎、以及丙型肝炎)、人类乳头瘤病毒(HPV)、人类免疫缺陷病毒(HIV)、后天性免疫缺陷综合征(AIDS)、呼吸道合胞体病毒(RSV)、水痘带状疱疹、西尼罗河病毒、疱疹、脊髓灰质炎、天花、黄热病、鼻病毒、冠状病毒、正粘病毒科(流感病毒)(例如，甲型流感病毒、乙型流感病毒、丙型流感病毒、传染性鲑鱼贫血病毒属以及索戈托病毒属)、以及其组合。
23.如权利要求1所述的物品，其中所述生物材料是含有选自由以下各项组成的组的颗粒的溶液或悬浮液:正常细胞、病变细胞、寄生的细胞、癌细胞、外源细胞、干细胞、以及感染的细胞、微生物、病毒、病毒样颗粒、细菌、噬菌体、蛋白质、细胞组分、细胞器、细胞碎片、细胞膜、细胞膜碎片、病毒、病毒样颗粒、噬菌体、细胞溶质蛋白、分泌性蛋白、信号分子、包埋性蛋白、核酸/蛋白复合物、核酸沉淀剂、染色体、细胞核、线粒体、叶绿体、鞭毛、生物矿物、蛋白复合物、以及微细胞。
24.如权利要求1所述的物品，其中所述生物材料是药物、静脉内溶液、药物制造、以及药剂递送系统中使用的天然或合成溶液。
25.如权利要求1所述的物品，其中所述润滑液能够在所述衬底的物理性损伤之后通过芯吸回至所述衬底的损伤区域来自修复，以形成所述超平滑表面。
26.如权利要求25所述的物品，其中自修复的恢复时间发生在小于50ms、60ms、70ms、80ms、 90ms 、 1OOms 、 110ms、120ms、130ms、140ms、150ms、160ms、170ms、180ms、190ms、200ms、210ms、220ms、230ms、240ms、250ms、l 秒、5 秒、10 秒、30 秒、60 秒、90 秒、或 120 秒或更长时间内。
27.如权利要求1所述的物品，其中所述衬底具有多个孔、孔和一种或多种材料的三维互连的网状物、或纤维材料的无规则的阵列。
28.如权利要求1所述的物品，其中所述衬底由选自由以下各项组成的组的材料组成:聚合物、金属、蓝宝石、玻璃、金刚石、石墨、炭黑、或陶瓷。
29.如权利要求1所述的物品，其中所述衬底是血液相容性材料。
30.如权利要求1所述的物品，其中所述衬底是选自由以下各项组成的组的聚合物--聚四氟乙烯(PTFE)、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、以及氟化乙丙烯。
31.如权利要求1所述的物品，其中所述润滑液具有的密度大于所述生物材料的密度。
32.如权利要求1所述的物品，其中所述润滑液具有的密度大于润滑液，具有超过.1.0g/cm3、l.6g/cm3、或 1.9g/cm3 的密度。
33.如权利要求1所述的物品，其中所述润滑液包括选自由以下各项组成的组的流体:全氟烷基叔胺、全氟三-正丁胺、全氟烷基硫化物、全氟烷基亚砜、全氟烷基醚、全氟环醚、全氟聚醚、全氟烷基膦、全氟烷基膦氧化物、以及其组合。
34.如权利要求1所述的物品，其中所述润滑液防止、减少、或延迟生物材料的粘附、凝固、或凝块形成。
35.一种具有排斥表面的物品，所述物品包括: 衬底，所述衬底包括粗糙化的表面；和 润滑液，所述润滑液润湿并且粘附至所述粗糙化的表面以便形成稳定的液体上覆层，其中所述液体覆盖所述粗糙化的表面， 其中所述粗糙化的表面和所述润滑液对彼此具有亲和力，以使得所述润滑液基本上被固定在所述衬底上。
36.一种能够排斥生物材料的装置，所述装置包括: 润滑液层，其中所述润滑液是与所述生物材料不混溶的，所述润滑液层形成超平滑表面；和 固体衬底，其中所述润滑液粘附至所述衬底并且所述衬底优选地由所述润滑液润湿，所述固体衬底和润滑液形成被构造和安排成与生物材料相接触的光滑表面，其中所述装置满足以下条件:
YBXc0s 9 BX- Y AXc0s 9 AX〉0 (el) 其中Yax是所述生物材料与周围介质的界面能； 其中Ybx是所述润滑液与所述周围介质的界面能； 其中ΘΑΧ是所述生物材料在浸溃在所述周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角；并且 其中ΘΒΧ是所述润滑液的液体在浸溃在所述周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角。
37.如权利要求36所述的装置，其中当所述物品暴露于介质X时，其中X是空气/气体/水/不混溶的生物材料，所述装置进一步满足以下两个条件:
R ( Y BXc0s 9 BX- Y AXc0s 9 AX) -Y AB〉0 (e2)
R ( Y BXC0S 9 BX-Y AXc0s 9 ΑΧ) + Y AX-Y BX〉0 (e3) 其中YAX是所述生物材料与周围介质的界面能； 其中YBX是所述润滑液与所述周围介质的界面能； 其中Yab是所述生物材料与所述润滑液界面的界面能； 其中θΑχ是所述生物材料在浸溃在所述周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角； 其中ΘΒΧ是所述润滑液在浸溃在所述周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角； 其中所述固体衬底是粗糙化的表面，并且R是所述粗糙化的表面的粗糙度因子。
38.如权利要求36所述的装置，其中所述固体衬底是硅烷化的。
39.如权利要求36所述的装置，其中所述固体衬底是导电性的、非导电性的、磁性的、非磁性的、弹性的、非弹性的、光敏性的、或非光敏性的。
40.一种选自下组的装置:套管、连接器、导管、针、毛细管、管线、注射器以及其组合，其中所述装置的至少一部分包括如权利要求1至34项中任一项所述的物品。
41.一种选自由以下各项组成的组的装置:载玻片、平板、薄膜、工作表面、孔、孔板、陪替氏培养皿(Petri dish)、瓷砖、大口瓶、烧瓶、烧杯、小瓶、试管、柱、容器、比色皿、瓶子、转鼓、大桶、槽、以及其组合，其中所述装置的至少一部分包括如权利要求1至34项所述的物品O
42.一种选自由以下各项组成的组的装置:夹具、皮肤钩、护套、牵引器、分流器、针、毛细管、管线、以及其组合，其中所述装置的至少一部分包括如权利要求1至34项所述的物品O
43.一种选自由以下各项组成的组的装置:气管内插管、呼吸器、相关联的呼吸器管线、药物递送媒介、子宫内装置、注射器、内窥镜、以及其组合，其中所述装置的至少一部分包括如权利要求1至34项所述的物品。
44.一种选自由以下各项组成的组的装置:器官、人工器官、植入物、以及其组合，其中所述装置的至少一部分包括如权利要求1至34项所述的物品。
45.一种选自由以下各项组成的组的装置:生物传感器、生物和非生物材料中和上所使用的诊断装置、生物微机电装置(bioMEM)、生物电极、以及其组合，其中所述装置的至少一部分包括如权利要求1至34项所述的物品。
46.一种包括伤口敷料的装置，其中所述装置的至少一部分包括如权利要求1至34项所述的物品。
47.一种防止、减少、或延迟生物材料在与其相接触的装置上的粘附、吸附、表面介导的凝块形成、或凝固的方法，所述方法包括: 提供包括低粘附表面的装置，所述装置具有包括粗糙化的表面的衬底；和润湿并且粘附至所述粗糙化的表面以便形成稳定的液体上覆层的润滑液，其中所述液体覆盖所述粗糙化的表面，并且其中所述粗糙化的表面和所述润滑液对彼此具有亲和力，以使得所述润滑液基本上被固定在所述衬底上；并且 使所述生物样品与所述低粘附表面相接触。
48.如权利要求47所述的方法，其中进行所述提供和接触以便满足以下条件:
Y BXc0s 9 BX- Y AXc0s 9 AX〉0 (el) 其中Yax是所述生物材料与周围介质的界面能； 其中Ybx是所述润滑液与所述周围介质的界面能； 其中ΘΑΧ是所述生物材料在浸溃在所述周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角；并且 其中ΘΒΧ是所述润滑液的液体在浸溃在所述周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角。
49.如权利要求47所述的方法，其中当所述光滑表面暴露于介质X时，其中X是空气/气体/水/不混溶的生物材料，进行所述提供和接触以便满足以下两个条件:
R ( Y BXc0s 9 BX- Y AXc0s 9 AX) _ Y AB〉0 (e2)
R ( Y BXC0S 9 BX_ Y AXc0s 9 ΑΧ) + Y AX_ Y BX〉0 (e3) 其中YAX是所述生物材料与周围介质的界面能； 其中YBX是所述润滑液与所述周围介质的界面能；其中Yab是所述生物材料与所述润滑液界面的界面能； 其中θΑχ是所述生物材料在浸溃在所述周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角； 其中θΒΧ是所述润滑液在浸溃在所述周围介质之下的平整固体表面上的平衡接触角； 其中所述固体衬底是粗糙化的表面，并且 R是所述粗糙化的表面的粗糙度因子。
50.如权利要求47所述的方法，其中所述方法抑制、介导、或防止炎症、伤口愈合、斑块沉积、或异物反应。
51.如权利要求47所述的方法，其中所述方法进一步防止、减少、或延迟细菌污染。
52.如权利要求47所述的方法，其中所述生物材料在近似IO3至IO7Pa的流体冲击压力下与所述表面相接触。
53.如权利要求47所述的方法，其中所述固体衬底是硅烷化的。
54.如权利要求47所述的方法，其中所述表面选自由以下各项组成的组:套管、连接器、导管、针、毛细管、管线、注射器以及其组合。
55.如权利要求47所述的方法，其中所述装置选自由以下各项组成的组:载玻片、平板、薄膜、工作表面、孔、孔板、陪替氏培养皿、瓷砖、大口瓶、烧瓶、烧杯、小瓶、试管、柱、容器、比色皿、瓶子、转鼓、大桶、槽、以及其组合。
56.如权利要求47所述的方法，其中所述装置选自由以下各项组成的组:夹具、皮肤钩、护套、牵引器、分流器、针、毛细管、管线、以及其组合。
57.如权利要求47所述的方法，其中所述装置选自由以下各项组成的组:气管内插管、呼吸器、相关联的呼吸器管线、药物递送媒介、子宫内装置、注射器、内窥镜、以及其组合。
58.如权利要求47所述的方法，所述装置选自由器官、人工器官、植入物、以及其组合组成的组。
59.如权利要求47所述的方法，其中所述装置选自由以下各项组成的组:生物传感器、生物和非生物材料中和上所使用的诊断装置、生物微机电装置(bioMEM)、生物电极、以及其组合。
60.如权利要求47所述的方法，其中所述装置是伤口敷料。
61.如权利要求47所述的方法，其中所述衬底优选地由所述润滑液润湿。
62.如权利要求47所述的方法，其中所述固体衬底是导电性的、非导电性的、磁性的、非磁性的、弹性的、非弹性的、光敏性的、或非光敏性的。
63.如权利要求47所述的方法，其中所述润滑液通过毛细管作用浸润所述衬底。
64.如权利要求47所述的方法，其中所述衬底是包含多孔材料的粗糙化的表面。
65.如权利要求47所述的方法，其中微小颗粒或纳米颗粒被施加至平整的衬底上以便形成粗糙化的多孔衬底。
66.如权利要求65所述的方法，其中使用以下各项将微小颗粒或纳米颗粒施加至所述衬底:光刻、投影光刻、电子束写入或光刻、沉积纳米线阵列、在衬底的表面上生长纳米结构、软光刻、复制模制、溶液沉积、溶液聚合、电聚合、电纺丝、电镀、气相沉积、分层沉积、聚合物纳米纤维的旋转喷射纺丝、接触印刷、蚀刻、转印图案化、微压印、自组装、勃姆石(Y-AlO(OH))形成、喷涂、以及其组合。
67.如权利要求47所述的方法，其中所述衬底由含氟聚合物组成。
68.如权利要求47所述的方法，其中所述生物材料选自由以下各项组成的组:简单的水性流体、复杂的水性流体、固化流体、以及其组合。
69.如权利要求47所述的方法，其中所述生物材料是选自由以下各项组成的组的流体:全血、血浆、血清、汗液、粪便、尿液、唾液、眼泪、阴道液、前列腺液、齿龈液、羊水、眼内液、脑脊液、精液、痰液、腹水液、脓液、鼻咽液、伤口渗出液、眼房水、玻璃体液、胆汁、耳垢、内淋巴、外淋巴、胃液、粘液、腹膜液、胸膜液、皮脂、呕吐物、以及其组合。
70.如权利要求47所述的方法，其中所述生物材料是含有选自由以下各项组成的组的细菌的溶液或悬浮液:放线杆菌属(例如，伴放线放线杆菌)、不动杆菌(例如，鲍氏不动杆菌)、气单胞菌属、博德特氏菌属(例如，百日咳博德特氏菌、支气管败血性博德特氏菌、以及副百日咳博德特氏菌)、短芽孢杆菌、布鲁菌属、拟杆菌属(例如，脆弱拟杆菌)、伯克霍尔德氏菌(例如，洋葱伯克霍尔德菌和类鼻疽伯克霍尔德氏菌)、疏螺旋体属(例如，伯氏疏螺旋体)、芽孢杆菌属(例如，炭疽芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌)、弯曲杆菌(例如，空肠弯曲杆菌)、二氧化碳嗜纤维菌属、心杆菌属(例如，人心杆菌)、柠檬酸细菌属、梭菌属(例如，破伤风梭菌或艰难梭菌)、衣原体属(例如，沙眼衣原体、肺炎衣原体以及鹦鹉热衣原体)、艾肯氏菌属(例如，啮蚀艾肯氏菌)、肠杆菌属、埃希氏菌属(例如，大肠杆菌)、弗朗西斯氏菌属(例如，土拉热弗朗西斯氏菌)、梭杆菌属、黄质菌属、嗜血杆菌属(例如，杜克雷嗜血杆菌或流感嗜血杆菌)、螺杆菌属(例如，幽门螺杆菌)、金氏菌属(例如，金氏金氏菌)、克雷白氏杆菌属(例如，肺炎克雷白氏杆菌)、军团杆菌属(例如，嗜肺性军团杆菌)、李斯特菌属(例如，单核细胞增多性李斯特菌)、细螺旋体属、莫拉克斯氏菌属(例如，卡他莫拉菌)、摩根氏菌属、支原体属(例如，人型支原体和肺炎支原体)、分枝杆菌属(例如，结核分枝杆菌或麻风分枝杆菌)、奈瑟氏球菌属(例如，淋病奈瑟氏球菌或脑膜炎奈瑟氏球菌)、巴斯德氏菌属(例如，出血败血性巴斯德氏菌)、变形杆菌属(例如,普通变形杆菌和奇异变形杆菌)、普雷沃氏菌属、邻单胞菌属(例如，类志贺邻单胞菌)、假单胞菌属(例如，绿脓假单胞菌)、普罗维登斯菌属、立克次氏体属(例如，立克氏立克次氏体和斑疹伤寒立克次氏体)、寡养单胞菌属(例如，嗜麦芽寡养单胞菌)、葡萄球菌属(例如，金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌)、链球菌属(例如，草绿色链球菌、酿脓链球菌(A群)、无乳链球菌(B群)、牛链球菌、以及肺炎链球菌)、链霉菌属(例如，吸水链霉菌)、沙门氏菌属(例如，肠炎沙门氏菌、伤寒沙门氏菌以及鼠伤寒沙门氏菌)、沙雷氏菌属(例如，粘质沙雷氏菌)、志贺氏杆菌属、螺菌属(例如，小螺菌)、密螺旋体属(例如，梅毒密螺旋体)、韦荣球菌属、弧菌属(例如，霍乱弧菌、副溶血性弧菌、以及创伤弧菌)、耶尔森氏菌属(例如，小肠结肠炎耶尔森氏菌、鼠疫耶尔森氏菌、以及假结核耶尔森氏菌)、黄单胞菌属(例如，嗜麦芽黄单胞菌)以及其组合。
71.如权利要求47所述的方法，其中所述生物材料是含有选自由以下各属的成员组成的组的真菌的溶液或悬浮液:曲霉属(例如，黄曲霉、烟曲霉、灰绿曲霉、构巢曲霉、黑曲霉、以及土曲霉)、皮炎芽生菌、念珠菌属(例如，白色念珠菌、光滑念珠菌、热带念珠菌、近平滑念珠菌、克柔念珠菌以及吉勒莫地念珠菌)、粗球孢子菌、隐球菌属(例如，新型隐球菌、浅白隐球菌、以及罗伦隐球酵母)、英膜组织胞浆菌英膜变种、英膜组织胞浆菌杜波氏变种、巴西副球孢子菌、申克孢子丝菌、伞枝梨头霉；微小根毛霉、无根根霉、以及其组合。
72.如权利要求47所述的方法，其中所述生物材料是含有选自由以下各项组成的组的病毒的溶液或悬浮液:巨细胞病毒(CMV)、登革热、Epstein-Barr、汉坦病毒、人嗜T-淋巴细胞病毒(HTLV I / II)、细小病毒、肝炎病毒(例如，甲型肝炎、乙型肝炎、以及丙型肝炎)、人类乳头瘤病毒(HPV)、人类免疫缺陷病毒(HIV)、后天性免疫缺陷综合征(AIDS)、呼吸道合胞体病毒(RSV)、水痘带状疱疹、西尼罗河病毒、疱疹、脊髓灰质炎、天花、黄热病、鼻病毒、冠状病毒、正粘病毒科(流感病毒)(例如，甲型流感病毒、乙型流感病毒、丙型流感病毒、传染性鲑鱼贫血病毒属以及索戈托病毒属)、以及其组合。
73.如权利要求47所述的方法，其中所述生物材料是含有选自由以下各项组成的组的颗粒的溶液或悬浮液:正常细胞、病变细胞、寄生的细胞、癌细胞、外源细胞、干细胞、以及感染的细胞、微生物、病毒、病毒样颗粒、细菌、噬菌体、蛋白质、细胞组分、细胞器、细胞碎片、细胞膜、细胞膜碎片、病毒、病毒样颗粒、细胞溶质蛋白、分泌性蛋白、信号分子、包埋性蛋白、核酸/蛋白复合物、核酸沉淀剂、染色体、细胞核、线粒体、叶绿体、鞭毛、生物矿物、蛋白复合物、以及微细胞。
74.如权利要求47所述的方法，其中所述生物材料是药物、静脉内溶液、药物制造、或药剂递送系统中使用的天然或合成溶液。
75.如权利要求47所述的方法，其中所述润滑液能够在所述衬底的物理性损伤之后通过芯吸回至所述衬底的损伤区域来自修复以形成超平滑表面。
76.如权利要求75所述的方法,其中自修复的恢复时间发生在小于50ms、60ms、70ms、80ms、90ms、100ms、110ms、120ms、130ms、140ms、150ms、160ms、170ms、180ms、I90ms、200ms、210ms、220ms、230ms、240ms、250ms、l 秒、5 秒、10 秒、30 秒、60 秒、90 秒、或 120 秒或更长时间内。
77.如权利要求47所述的方法，其中所述衬底具有多个孔、孔和一种或多种材料的三维互连的网状物、或纤维材料的无规则的阵列。
78.如权利要求47所述的方法，其中所述衬底由选自由以下各项组成的组的材料组成:聚合物、金属、蓝宝石、玻璃、金刚石、石墨、炭黑、或陶瓷。
79.如权利要求47所述的方法，其中所述衬底是血液相容性材料。
80.如权利要求47所述的方法，其中所述衬底是选自由以下各项组成的组的聚合物:聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、以及氟化乙丙烯。
81.如权利要求47所述的方法，其中所述润滑液具有的密度大于所述生物材料的密度。
82.如权利要求47所述的方法，其中所述润滑液具有的密度大于润滑液，具有超过1.0g/cm3、l.6g/cm3、或 1.9g/cm3 的密度。
83.如权利要求47所述的方法，其中所述润滑液包括选自由以下各项组成的组的流体:全氟烷基叔胺、全氟三-正丁胺、全氟烷基硫化物、全氟烷基亚砜、全氟烷基醚、全氟环醚、全氟聚醚、全氟烷基膦、以及全氟烷基膦氧化物、以及其组合。
84.一种防止、减少、或延迟生物材料的粘附的光学透明装置，所述装置包括: 粗糙化的表面，其中所述表面是透明窗口 ； 润湿并且粘附至所述粗糙化的表面以便形成外涂层的润滑液；并且 其中与生物材料相比，所述粗糙化的表面对所述润滑液具有更大的亲和力；并且 其中所述润滑液的折射率基本上与所述粗糙化的表面的折射率类似；并且其中所述润滑液和所述生物材料彼此基本上是化学惰性的。
85.如权利要求84所述的装置，其中所述装置是生物传感器窗口。
86.一种用于防止或减少生物膜附着的具有低粘附表面的物品，所述物品包括: 具有粗糖化的表面的固体衬底； 粘附至并且优选地润湿所述衬底以便形成液体上表面的润滑液，所述液体上表面被构造和安排成与所感兴趣的生物材料相接触， 其中所述润滑液与所述生物材料是不混溶的，并且 其中所述生物材料对所 述物品展现出很少或没有粘附。
【文档编号】A61L33/06GK103703085SQ201280012210
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年1月19日 优先权日:2011年1月19日
【发明者】J·艾森贝格, B·哈顿, D·E·英伯, M·苏珀, T·S·王 申请人:哈佛学院院长等