CN115551413A - 具有微结构化表面的医疗制品 - Google Patents

Abstract

本发明描述了包括微结构化表面的医疗诊断装置或其部件，该微结构化表面包括峰结构和相邻的谷，其中谷具有范围为1微米至1000微米的最大宽度和峰结构。在一些实施方案中(例如，为了改善的可清洁性)，微结构化表面的峰结构具有大于10度的侧壁角。诸如就线性棱柱阵列或立方角元件阵列而言，这些峰结构可包括两个或更多个小面。医疗诊断装置的微结构化表面(诸如听诊器隔膜)通常在装置的正常使用期间与多个患者接触。当清洁和/或提供微生物触摸转移的减少时，微结构化表面表现出更好的微生物(例如，细菌)去除。本发明还描述了制备方法和使用方法。

Description

具有微结构化表面的医疗制品

背景技术

US2017/0100332(摘要)描述了一种包括第一多个间隔特征的制品。间隔特征以多个分组布置；特征分组包括重复单元；分组内的间隔特征以约1纳米至约500微米的平均距离间隔开；每个特征具有基本上平行于相邻特征上的表面的表面；每个特征与其相邻特征相隔；特征分组相对于彼此布置，以便限定曲折路径。多个间隔特征为制品提供约5至约20的工程粗糙度指数。

WO2013/003373和WO2012/058605描述了用于抵抗和减少生物膜形成(特别是在医疗制品上)的表面。这些表面包括多个微结构特征。

发明内容

尽管具有特定微结构特征的制品可用于减少生物膜的初始形成，特别是对于医疗制品；此类微结构化表面可能难以清洁。这被认为是至少部分地归因于刷子的刷毛或(例如，非织造)擦拭物的纤维大于微结构之间的空间。令人惊讶地，已发现，一些类型的微结构化表面在清洁时表现出更好的微生物(例如，细菌)去除，即使与平滑表面相比。还已发现此类微结构化表面提供微生物触摸转移的减少。

本发明描述的是医疗诊断装置或其部件，该医疗诊断装置或其部件包括微结构化表面，该微结构化表面包括峰结构和相邻的谷，其中谷具有范围为1微米至1000微米的最大宽度和峰结构。在一些实施方案中(例如，为了改善的可清洁性)，微结构化表面的峰结构具有大于1度、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度或10度的侧壁角。诸如就线性棱柱阵列或立方角元件阵列而言，这些峰结构可包括两个或更多个小面。在一些实施方案中，这些峰结构的小面形成顶角，该顶角通常在约20度至约120度的范围内。这些小面在相同方向上形成连续或半连续表面。这些谷通常不含相交壁。

在典型的实施方案中，医疗诊断装置的微结构化表面在装置的正常使用期间与多个患者接触。在典型的实施方案中，医疗诊断装置包括(例如，声学)传感器，诸如听诊器隔膜。令人惊讶地，微结构化的听诊器隔膜具有在20赫兹至2000赫兹的频率范围内的传递函数频率响应曲线，该传递函数频率响应曲线与缺少微结构化表面的同等隔膜的传递函数频率响应曲线基本上相等。

还描述了制造声学医疗诊断装置的部件的方法，该方法包括提供包括模制表面的工具，其中模制表面是包括峰结构和相邻的谷的微结构化表面的负型复制品，其中谷具有范围为10微米至250微米的最大宽度；以及用该工具来模制环氧树脂材料。在一些实施方案中，模制的步骤包括加热和压缩模制环氧树脂的片材。

附图说明

图1是可用于描述各种微结构化表面的表面的笛卡尔坐标系的透视图；

图2是微结构化表面的横截面视图；

图2A是微结构化表面的横截面视图；

图3是包括线性棱柱阵列的微结构化表面的透视图；

图4A是包括立方角元件阵列的微结构化表面的透视图；

图4B是包括锥体元件阵列的微结构化表面的透视图；

图4C是示出了立方角元件的尺寸和角度的透视图；

图5是包括优选的几何形状立方角元件阵列的微结构化表面的透视图；

图6是具有各种顶角的峰结构的横截面视图；

图7是具有圆化的顶的峰结构的横截面视图；

图8是具有平面的顶的峰结构的横截面视图；

图9是听诊器的示意图；

图10是用于听诊器的备用零件套件；

图11是各种超声探头的示意图；

图12是具有帽的说明性超声探头的示意图；

图13是比较具有微结构化表面的听诊器隔膜与具有平滑表面的同等隔膜的声学的图；

图14是比较微结构化表面的电子显微图，其中比例尺表示20微米。

具体实施方式

医疗诊断制品

由于本发明的目的是提供具有当清洁时减少触摸转移和/或增加微生物(例如，细菌)去除的表面的制品，因此本文所描述的医疗诊断制品通常不是(例如，无菌)医疗制品，诸如鼻胃管、伤口接触层、血流导管、支架、起搏器壳、心脏瓣膜、骨科植入物(诸如，臀部、膝盖、肩膀等)、牙周植入物、正畸托槽和其他正畸器具、义齿、牙冠、接触镜片、眼内镜片、软组织植入物(乳房植入物、阴茎植入物、面部和手部植入物等)、外科工具、缝合线(包括可降解缝合线)、耳蜗植入物、鼓室成形术管、分流管(包括用于脑积水的分流管)、外科手术后引流管和引流装置、导尿管、气管内管、心脏瓣膜、伤口敷料、其他可植入装置和其他留置装置。

刚刚描述的医疗制品可被表征为单次使用制品，即制品被使用一次，然后丢弃。上述制品也可被表征为单一患者制品。因此，此类制品通常不会被清洁(而不是灭菌)并且被其他患者重复使用。

相反，本文所述的制品和表面包括其中微结构化表面暴露于周围(例如，室内或室外)环境并且经受被触摸或以其他方式与多个人和/或动物以及其他污染物(例如，污垢)接触的那些。

本文所述的制品是非可植入医疗诊断装置或其部件。如本文所用，医疗诊断装置是指仪器、设备、用具、机器，包括任何部件、零件或附件，其旨在用于诊断疾病或其他病状，或者在人或其他动物中治愈、缓解、治疗或预防疾病。医疗诊断装置通常不通过在人体或其他动物体内或对人体或其他动物的化学作用来实现其主要的预期目的，并且不依赖于为实现其主要预期目的而被代谢。

尽管可植入的装置通常被包括在医疗装置的(例如US FDA)定义中，但是植入物通常是由单一患者利用的单次使用制品。因此，此类装置不会被清洁以及被多个患者重复使用。此外，由于可植入装置在活体内部，因此此类装置不受到触摸或与多个患者(即人和/或动物)接触。

本文所述的微结构化表面对于在装置的正常使用期间与多个患者(即人和/或动物)接触的医疗诊断装置及其部件是最有益的。此类装置及其部件通常在不同患者的使用之间被清洁。

在一些实施方案中，诸如在听诊器隔膜的情况下，装置的微结构化表面或其部件在装置的正常使用期间与患者直接(例如，皮肤)接触。在其他实施方案中，诸如红外温度计，该装置可以在没有直接(例如，皮肤)与患者接触的情况下紧贴患者。然而，由于该装置紧贴患者，此类装置很容易被微生物(例如细菌)污染，因此在患者之间要进行清洁，以防止微生物传播给随后的患者。

在一些实施方案中，医疗诊断装置包括传感器，诸如利用光的特性的光学传感器，或利用声音的特性包括听力感测的声学传感器。

一个包括声学部件的说明性医疗诊断装置是听诊器或其部件，诸如隔膜。听诊器是用于聆听患者的心脏或呼吸，通常具有小盘形谐振器(即隔膜)13，该谐振器附接到胸件并且抵靠胸部放置，并且两个管连接到耳机。听诊器的隔膜放大来自患者身体的小振动，并且将它们转换为听诊器胸件内的声音。被放大的声音沿着听诊器的管子传到医生听诊的耳机里。

参考图9，听诊器10包括附接到胸件12的隔膜13。隔膜13由用于制造听诊器胸件的常规材料形成，例如环氧树脂。具有隔膜13的胸件12附接到常规头戴耳机上，诸如美国专利第4,200,169号中描述的，该美国专利包括细长柔性管14，该细长柔性管分成延伸到耳塞18的(例如，刚性)管16。柔性管14的下端适于耦接到常规杆进入胸件12中。如美国专利第4,770,270号中所教导的，耦接可以利用分度棘爪(其全部内容以引用方式明确地并入本文)。听诊器的双耳管可以根据美国专利第5,111,904号；第5,380,182号；和Packard等人的美国专利第5,324,471号的教导来制备(每个专利以引用方式并入本文)。

耳塞18的尺寸和形状可与用户的耳朵表面啮合。耳塞18可包括任何合适的耳塞。在一个实施方案中，耳塞18包括在美国专利第4,852,684号；第4,913,259号和第5,449,865号(全部内容以引用方式并入本文)中公布的软耳塞。

在一些实施方案中，胸件12是双侧的，其包括第一声音收集侧和在相对侧上的第二声音收集侧(未示出)，通常平行于第一第二收集侧。另选地，隔膜可以是单侧隔膜。在一些实施方案中，在使用具有隔膜的第一侧或第二侧的胸件的同时，听诊器为声音提供调谐。第一声音收集侧进行尺寸和形状设计以收集来自成年患者的声音。第二声音收集侧进行尺寸和形状设计以向小儿或体瘦的患者提供足够的表面接触。第二声音收集侧通常具有钟形腔，其也基本上小于第一声音收集侧以适合更小的患者在开放钟形配置中没有隔膜进行使用，从而更容易进入偏远的或难以到达位置。有关双侧胸件的进一步细节在本领域中是已知的，诸如以引用方式并入本文的US 10,213,181中所描述的。

由于隔膜在正常使用期间与多个患者接触，因此优选的是，至少隔膜的外(例如，皮肤接触)表面包括如本文所述的微结构化表面。听诊器的其他部件(诸如柔性或刚性管和耳塞)也可以任选地包括本文所述的微结构化表面。

在一些实施方案中，(例如，听诊器)医疗诊断装置可以预组装，如图9所示。在其他实施方案中，(例如，听诊器)医疗诊断装置的一个或多个未组装部件可以包括本文所述的微结构化表面。例如，图10描绘了用于3M Littman听诊器的(例如，备用零件)套件，包括耳塞18、(例如，非冷冻)钟形套管15、成人可调谐单片式隔膜12A和小儿可调谐单片隔膜12B。此类部件的任何一种或任何组合可以包括本文所述的微结构化表面。

如下文的实施例所证明，已经发现包含微结构不会减少声学传感器的功能。换句话说，微结构化声学传感器具有声学诊断特性，该声学诊断特性与缺少微结构化表面的同等医疗诊断装置或其部件的声学诊断特性基本上相等。

图13是比较具有微结构化表面的听诊器隔膜与具有平滑表面的同等隔膜的声学的图(如在实例中进一步详细描述的)。曲线彼此重合，表明具有微结构化表面的隔膜在20赫兹至2000赫兹的频率范围内具有传递函数频率响应曲线，该传递函数频率响应曲线与缺少微结构化表面(例如平滑表面)的同等隔膜的传递函数频率响应曲线基本上相等。该图表明，包含微结构化表面不会减少听诊器的隔膜检测脉冲或心跳的功能性。

另一个包括声学部件的说明性医疗诊断装置是超声或其部件，诸如探头。超声装置使用探头将高频(1兆赫兹至5兆赫兹)声波振动脉冲传输到患者体内。声波行进到患者体内并撞击组织之间的边界(例如，在流体和软组织、软组织和骨之间)。反射波由探头拾取并中继到机器。

超声换能器，也称为探头，产生从身体组织反弹并产生回声的声波。该换能器还接收回声并且将它们发送到计算机，该计算机使用它们来创建被称为声谱图的图像。因此，探头产生以及接收超声波。超声探头通常包括波束形成器、数据处理器、扫描转换器和显示单元。该超声探头可以包括操作以将超声信号和电信号转换成彼此的至少一个换能器元件。波束形成器可以模拟/数字转换由超声探头提供的接收信号，考虑到每个换能器元件的位置和聚焦点，可以延迟数字信号的时间，并且通过延迟的数字信号相加形成超声数据，即射频(RF)数据。数据处理器相对于超声数据执行各种数据处理，该数据处理对于形成超声图像是必要的。扫描转换器扫描转换已处理的超声数据以显示为图像。

在典型的实施方案中，超声探头包括内置在其前面的压电装置模块。压电装置由压电材料形成。通常使用具有高声电转换效率的压电陶瓷，诸如锆钛酸铅(PZT)。压电材料可以振荡以产生声波的脉冲并将其传输到人体内，并且可以接收反射回声并将其转换为电信号。

超声诊断装置可以从超声探头接收超声数据，并且提供相对于患者的内部器官具有高分辨率的超声图像。超声诊断装置可以与各种电子显示装置通信，诸如个人计算机(例如，笔记本电脑)、智能手机或平板装置。

图11是各种说明性超声探头的示意图。

由于超声探头在正常使用期间与多个患者接触，因此优选的是，至少超声探头的外(例如，皮肤接触)表面包括如本文所述的微结构化表面。超声装置的其他部件还可以任选地包括本文所述的微结构化表面。

在一些实施方案中，如图12所描绘，超声探头100可以还包括探头帽120，诸如在US20150320402中所描述的。探头帽120与探头主体110的前端耦接并且保护探头主体110。另外，探头帽120可以在测试探头110的压电装置的同时产生超声回声。在一些实施方案中，探头帽的内表面和/或外表面可以包括微结构化表面，如本文所述。

将受益于具有如本文所描述的微结构化表面的其他(例如，非可植入的)医疗诊断制品包括例如各种可重复使用的医疗诊断镜，包括耳镜(用于查看患者的耳朵)、检眼镜(用于查看患者眼睛)、食道听诊器、内窥镜、结肠镜等、脉搏血氧仪(监测患者血液的氧饱和度和皮肤中的血液体积变化)、(例如，数字式手指)血压监测器和(例如，可重复使用的或一次性的)血压袖带、包括电子温度计的温度探头(例如，为被测量的身体特定部位设置的，诸如前额、口腔、腋下、直肠或耳朵)、用于监测湿度或汗液的传感器、以及磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)、计算机轴向断层扫描(CAT)扫描和X射线诊断制品的表面。

本发明描述的微结构化表面并不阻止微生物(例如，细菌，诸如变异链球菌(Streptococcus mutans)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、铜绿假单胞菌(Pseuodomonas aeruginosa)或Phi6噬菌体(Phi6Bacteriophage))存在于微结构化表面上，或者换句话说，不阻止生物膜形成。如下文的实施例所证明，本文所述的平滑、平面表面和微结构化表面两者均存在大约相同量的微生物(例如，细菌)；即，在清洁之前超过80个菌落形成单位。因此，本发明描述的微结构化表面将不预期对无菌植入式医疗装置具有益处。

然而，也如下文的实施例所证明，本发明描述的微结构化表面更容易清洁，提供清洁后存在的微生物(例如，细菌)数量少。无意于受理论的束缚，扫描电子显微术图像表明大的连续生物膜通常在平滑表面上形成。然而，即使峰和谷比微生物(例如，细菌)大得多，生物膜也会间杂有微结构化表面。在一些实施方案中，生物膜(清洁前)在微结构化表面上以不连续的聚集体和小组细胞的形式存在，而不是以连续生物膜的形式存在。清洁后，小块形式的生物膜聚集体覆盖光滑表面。然而，观察到微结构化表面在清洁后仅具有小组细胞和单个细胞。在有利的实施方案中，微结构化表面可以在清洁后提供至少2、3、4、5、6、7或8的微生物(例如，细菌，诸如变异链球菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌或Phi6噬菌体)的log10减少。在一些实施方案中，在清洁根据测试方法制备的高度污染的表面后，微结构化表面具有小于6、5、4或3的微生物的回收菌落形成单位的平均log10。典型的表面通常具有较低的初始污染，并且因此预期在清洁后具有甚至更少的回收菌落形成单位。针对这些特性的测试方法描述于实施例中。

在一些实施方案中，与由相同聚合物(例如，热塑性、热固性或聚合树脂)材料构成的平滑表面相比，微结构化表面可防止基于水或醇(例如，异丙醇)的清洁溶液形成小珠。当清洁溶液形成小珠或换句话说回渗时，消毒剂可能不与微生物接触达足够的持续时间以杀死微生物。然而，已发现，在将清洁溶液施加到微结构化表面之后1分钟、2分钟和3分钟，至少50％、60％、70％、80％或90％的微结构化表面可包括清洁溶液(根据实施例中描述的测试方法)。

也如下文的实施例所证明，相对于相同的非结构化(例如，平滑)表面，该微结构化表面提供至少25％、30％、35％、40％、45％、50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％的微生物(例如，细菌，诸如变异链球菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌或Phi6噬菌体)触摸转移的减少。针对这一特性的测试方法被描述于实施例中。

在有利的实施方案中，相同的微结构化表面在清洁后既能减少微生物(例如，细菌)，又能减少微生物的触摸转移。

然而，在其他实施方案中，据推测该微结构化表面可提供微生物触摸转移的减少，但由于这些峰和谷的尺寸特征和/或角度，在清洁后不提供微生物(例如，细菌)的减少。

微结构化表面

参考图1，通过将笛卡尔坐标系叠加到其结构上，可在三维空间中表征微结构化表面。第一参考平面124在主表面112与主表面114之间居中。被称为y-z平面的第一参考平面124以x轴作为其法向矢量。被称为x-y平面的第二参考平面126基本上与表面116共面延伸并且以z轴作为其法向矢量。被称为x-z平面的第三参考平面128在第一端面120与第二端面122之间居中并且以y轴作为其法向矢量。

在一些实施方案中，这些制品在宏观尺度上是三维的。然而，在微观尺度上(例如，包括至少两个相邻微结构且在微结构之间设置有谷或通道的表面区域)，可以认为基底层/基部构件相对于微结构是平面的。微结构的宽度和长度在x-y平面中，并且微结构的高度在z方向上。此外，基底层平行于x-y平面并且与z平面正交。

图2是微结构化表面200的例示性横截面。此类横截面代表多个离散的(例如，柱或肋)微结构220。该微结构包括与(例如，工程化的)平面表面216(平行于图1的参考平面126的表面116)相邻的基部212。顶部(例如，平面的)表面208(平行于表面216和图1的参考平面26)与基部212间隔微结构的高度(“H”)。微结构220的侧壁221垂直于平面表面216。当侧壁221垂直于平面表面216时，微结构的侧壁角为零度。就峰微结构的垂直侧壁而言，它们彼此平行并且平行于具有垂直侧壁的相邻微结构。另选地，微结构230具有相对于平面表面216成角度而不是垂直的侧壁231。侧壁角232可由侧壁231与垂直于平面表面216(垂直于图1的参考平面126并且平行于参考平面128)的参考平面233的交叉点限定。就私密膜而言，诸如US9,335,449中所述；壁角通常小于10度、9度、8度、7度、6度或5度。由于私密膜的通道包括吸光材料，因此较大的壁角可减小透射。然而，如本文所述，接近零度的壁角也更难以清洁。

本发明描述了微结构化表面，其包括侧壁角大于10度的微结构。在一些实施方案中，侧壁角为至少11度、12度、13度、14度、15度、16度、17度、18度、19度或20度。在其他实施方案中，侧壁角为至少21度、22度、23度、24度、25度、26度、27度、28度、29度或30度。例如，在一些实施方案中，这些微结构是侧壁角为30度的立方角峰结构。在其他实施方案中，侧壁角为至少31度、32度、33度、34度、35度、36度、37度、38度、39度、40度、41度、42度、43度、44度或45度。例如，在一些实施方案中，这些微结构是侧壁角为45度的棱柱结构。在其他实施方案中，侧壁角为至少46度、47度、48度、49度、50度、51度、52度、53度、54度、55度、56度、57度、58度、59度或60度。应了解，即使在侧壁中的一些侧壁具有较低的侧壁角时，微结构化表面也将是有益的。例如，如果峰结构阵列的一半的侧壁角在期望范围内，则可获得改善的微生物(例如，细菌)去除约一半的益处。因此，在一些实施方案中，少于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％或1％的峰结构的侧壁角小于10度、9度、8度、7度、6度、5度、4度、3度、2度或1度。在一些实施方案中，少于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％或1％的峰结构的侧壁角小于30度、25度、20度或15度。在一些实施方案中，少于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％或1％的峰结构的侧壁角小于40度、35度或30度。另选地，如上所述，至少50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％的峰结构具有足够大的侧壁角。

如例如在WO 2013/003373中所述，据信具有不大于5微米的横截面尺寸的微结构会严重干扰对HAI或其他生物污染问题负有最大责任的目标细菌的沉降和粘附，诸如曳力增加、热传递减少、过滤污染等。参考图2，微结构的横截面宽度(“W_M”)，如该图所描绘的，小于或等于相邻微结构之间的通道或谷的横截面宽度(“Wv”)。因此，如所描绘的在该线性棱柱实施方案中，当微结构的横截面宽度(W_M)不大于5微米时，微结构之间的通道或谷的横截面宽度(Wv)也不大于5微米。当谷的任一侧上的微结构的侧壁角为零时，诸如由图2的微结构220所描绘的，由侧壁限定的通道或谷邻近顶表面208和邻近底表面212具有相同的宽度(W_V)。当微结构的侧壁角大于零时，诸如由微结构230的虚线231所描绘的，与邻近底表面212的通道或谷的宽度相比，邻近顶表面208的谷的宽度通常更大(最大)。

已发现，当侧壁角太小和/或谷的最大宽度太小，以及/或者微结构化表面包括过量的平坦表面区域时，微结构化表面更难以清洁(例如，微生物或污垢)。

本发明描述了包括微结构的微结构化表面，其中谷的最大宽度为至少1微米、2微米、3微米或4微米，并且通常大于5微米、6微米、7微米、8微米、9微米或10微米，范围高至250微米。在一些实施方案中，谷的最大宽度为至少11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米、20微米、21微米、22微米、23微米、24微米或25微米。在一些实施方案中，谷的最大宽度为至少30微米、35微米、40微米、45微米或50微米。在一些实施方案中，谷的最大宽度大于50微米。在一些实施方案中，谷的最大宽度为至少55微米、60微米、65微米、70微米、75微米、85微米、85微米、90微米、95微米或100微米。在一些实施方案中，谷的最大宽度为至少125微米、150微米、175微米、200微米、225微米或250微米。较大的谷宽度可更好地适应污垢的去除。在一些实施方案中，谷的最大宽度不大于1000微米、950微米、900微米、850微米、800微米、750微米、700微米、650微米、600微米、550微米、500微米、450微米、400微米、350微米、300微米、250微米、225微米、200微米、175微米、150微米、125微米、100微米、75微米或50微米。在一些实施方案中，谷的最大宽度不大于45微米、40微米、35微米、30微米、25微米、20微米或15微米。应了解，即使在谷中的某些谷小于最大宽度时，微结构化表面也将是有益的。例如，如果微结构化表面的谷的总数的一半在期望范围内，则可获得约一半的益处。因此，在一些实施方案中，少于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％或1％的谷的最小宽度小于10微米、9微米、8微米、7微米、6微米或5微米。另选地，如上所述，至少50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％的谷具有最大宽度。

在典型的实施方案中，微结构的最大宽度落在如针对谷描述的相同范围内。在其他实施方案中，谷的宽度可大于微结构的宽度。因此，在一些有利的实施方案中，微结构化表面通常基本上不含宽度小于5微米、4微米、3微米、2微米或1微米的微结构，包括宽度小于1微米的纳米结构。还包括纳米结构的微结构化表面的一些实施例被描述于先前引用的WO2012/058605中。纳米结构通常包括不超过1微米(例如宽度和高度)的至少一个或两个尺寸，并且通常是小于1微米的一个或两个尺寸。在一些实施方案中，纳米结构的所有尺寸不超过1微米或小于1微米。

基本上不含，这意味着不存在此类微结构，或者可存在一些此类微结构，前提条件是其存在不会降低(例如，可清洁性)特性，如随后将描述的。因此，微结构化表面或其微结构可以还包括纳米结构，前提条件是微结构化表面提供本文所述的技术效果。

微结构化表面可以存在于第二微结构化表面上，前提条件是表面提供本文所述的技术效果。第二微结构化表面通常具有更大的微结构(例如具有更大的谷宽度和/或高度)。

微结构化表面可以存在于宏观结构化表面上，前提条件是表面提供本文所述的技术效果。宏观结构化表面通常在没有显微镜的放大时是可见的。宏观结构化表面具有至少1mm的至少两个尺寸(例如长度和宽度)。在一些实施方案中，宏观结构的平均宽度为至少2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。在一些实施方案中，宏观结构的平均长度可以在与平均宽度相同的范围内或可显著大于宽度。例如，当宏观结构是在门上常见的木纹宏观结构时，宏观结构的长度可以延伸(例如，门)制品的整个长度。宏观结构的高度通常小于宽度。在一些实施方案中，高度小于5mm、4mm、3mm、2mm、1mm或0.5mm。

尽管包括纳米结构的较小结构可防止生物膜形成，但大量较小谷和/或侧壁角不足的谷的存在可阻碍包括污垢去除的可清洁性。此外，具有较大微结构和谷的微结构化表面通常可以更快的速率制造。因此，在典型的实施方案中，微结构的尺寸中的每个尺寸为至少1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米或15微米或大于15微米，如前所述。此外，在一些有利的实施方案中，至少50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％微结构的尺寸均不小于15微米、14微米、13微米、12微米、11微米、10微米、9微米、8微米、7微米、6微米、5微米、4微米、3微米、2微米或1微米。

图14描绘了具有不连续谷的比较微结构化表面。此类表面还被描述为具有相对于彼此布置的特征分组，以便限定曲折路径。相反，谷与壁相交，形成单个细胞阵列，每个单元被壁包围。细胞中的一些细胞的长度为约3微米；而其他细胞的长度为约11微米。相反，所描述的微结构化表面的谷基本上不含与谷相交的侧壁或其他障碍物。基本上不含，这意味着在谷内不存在侧壁或其他障碍物，或者可存在一些侧壁或其他障碍物，前提条件是这些侧壁或其他障碍物的存在不会降低可清洁性特性，如随后将描述的。谷在至少一个方向上通常是连续的。这可促进清洁溶液通过谷的流动。因此，峰的布置通常不限定曲折路径。

峰的高度在与如前所述的谷的最大宽度相同的范围内。在一些实施方案中，峰结构通常具有范围为1微米至125微米的高度(H)。在一些实施方案中，微结构的高度为至少2微米、3微米、4微米或5微米。在一些实施方案中，微结构的高度为至少6微米、7微米、8微米、9微米或10微米。在一些实施方案中，微结构的高度不大于100微米、90微米、80微米、70微米、60微米或50微米。在一些实施方案中，微结构的高度不大于45微米、40微米、35微米、30微米或25微米。在一些实施方案中，微结构的高度不大于24微米、23微米、22微米、21微米、20微米、19微米、18微米、17微米、16微米、15微米、14微米、13微米、12微米、11微米或10微米。在典型的实施方案中，谷或通道的高度在刚刚针对峰结构描述的相同范围内。在一些实施方案中，峰结构和谷具有相同的高度。在其他实施方案中，峰结构可以在高度上变化。例如，微结构化表面可以设置在宏观结构化或微结构化表面上，而不是平面表面。

谷的高宽比是谷的高度(其可与微结构的峰高度相同)除以谷的最大宽度。在一些实施方案中，谷的高宽比为至少0.1、0.15、0.2或0.25。在一些实施方案中，谷的高宽比不大于1、0.9、0.8、0.7、0.6或0.5。因此，在一些实施方案中，谷的高度通常不大于谷的最大宽度，并且更通常小于谷的最大宽度。

每个微结构的基部可包括各种横截面形状，这些横截面形状包括但不限于具有可选的圆角的平行四边形、矩形、方形、圆形、半圆形、半椭圆形、三角形、梯形、其他多边形(例如，五边形、六边形、八边形)等，以及它们的组合。

在一个实施方案中，微结构化表面可以具有与增亮膜相同的表面。如例如在US 7,074,463中所述，背光液晶显示器通常包括位于漫射器和液晶显示面板之间的增亮膜。增亮膜准直光，从而增加液晶显示面板的亮度，并且还允许减少光源的功率。因此，增亮膜已被用作未暴露于微生物(例如，细菌)或污垢的受照显示装置(例如，移动电话、计算机)的内部部件。

参考图3，在一个实施方案中，微结构化表面300包括正直角棱柱320的线性阵列。每个棱柱均具有第一小面321和第二小面322。棱柱通常形成于(例如，预成形聚合物膜)基部构件310上，该基部构件具有棱柱形成于其上的第一平面表面331(平行于参考平面126)和基本上平坦的或平面的并且与第一表面相对的第二表面332。直角棱柱，这意味着其顶角θ，340，通常为约90°。然而，该角度可在70°至120°的范围内，并且可在80°至100°的范围内。在一些实施方案中，顶角可以大于60°、65°、70°、75°、80°或85°。在一些实施方案中，顶角可以小于150°、145°、140°、135°、130°、125°、120°、110°或100°。这些顶可以是尖锐的(如图所示)、圆化的(如图7所示)或截短的(如图8所示)。在一些实施方案中，谷的夹角在与顶角相同的范围内。(例如，棱柱)峰之间的间距可以被表征为节距(“P”)。在此实施方案中，节距也等于谷的最大宽度。因此，如前所述，节距大于1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米或10微米，范围高至250微米。(例如，棱柱)微结构的长度(“L”)通常是最大尺寸并且可以跨越微结构化表面、膜或制品的整个尺寸。棱柱的小面不必相同，并且这些棱柱也可相对于彼此倾斜，如图6所示。

在另一个实施方案中，微结构化表面可以具有与立方角回射片材相同的表面。回射材料的特征在于能够将入射至材料上的光重新导向返回至初始光源。该性能已使回射片材广泛用于多种交通和个人安全应用。参考图4A，立方角回射片材通常包括薄透明层，该薄透明层具有基本平面的前表面和包括多个立方角元件17的后结构化表面10。密封膜(未示出)通常施用到立方角元件的背面；参见例如美国专利号4,025,159和美国专利号5,117,304。该密封膜保持了位于直角背面的空气界面，该空气界面能够在界面上产生全内反射，并且抑制杂质如污物和/或水分的进入。

图4A的微结构化表面10可被表征为由三组平行沟槽(即，谷)11、12和13限定的立方角元件17的阵列；两组沟槽(即，谷)按照大于60度的角度彼此相交，第三组沟槽(谷)按照小于60度的角度与另两组中的每一组相交，以形成倾斜的立方角元件匹配对的阵列(参见美国专利号4,588,258(Hoopman))。选择沟槽的角度，使得在沟槽的交叉点的线性处形成的二面角，例如，代表性立方角元件17的14、15和16为约90度。

在一些实施方案中，三角形基部的角度为至少64度、65度、66度、67度、68度、69度或70度，并且其他角度为55度、56度、57度或58度。

在另一个实施方案中，描绘于图4B，图4B的微结构化表面400可被表征为锥体峰结构420的阵列，这些锥体峰结构阵列由在y方向上的第一组平行沟槽(即，谷)和在x方向上的第二组平行沟槽限定。锥体峰结构的基部是多边形，通常是方形或矩形，这取决于沟槽的间距。顶角θ，440，通常为约90°。然而，这一角度通常在70°至120°的范围内，并且可在80°至100°的范围内。在其他实施方案中，顶角为至少20°、30°、40°、50°或60°。

被描述为“完整立方体”或“优选的几何形状(PG)立方角元件”的其他立方角元件结构通常包括不共面的至少两个非二面角边缘，如例如在US 7,188,960中所述；该文献以引用方式并入本文。完整立方体未被截短。在一个方面，平面视图中完整立方体元件的基部不是三角形的。在另一方面，完整立方体元件的非二面角边缘的特征在于并非全部在同一平面中(即，不共面)。此类立方角元件可以被表征为“优选的几何形状(PG)立方角元件”。

可以在沿着参考平面延伸的立方角元件的结构化表面的上下文中限定PG立方角元件。PG立方角元件是指具有至少一个非二面角边缘的立方角元件：(1)不平行于参考平面；并且(2)基本上平行于相邻的立方角元件的相邻非二面角边缘。反射面包括矩形(包括正方形)、梯形或五边形的立方角元件为PG立方角元件的示例。

参考图5，在另一个实施方案中，微结构化表面500可包括优选的几何形状(PG)立方角元件阵列。例示性微结构化表面包括四行(501、502、503和504)优选的几何形状(PG)立方角元件。每行优选的几何形状(PG)立方角元件具有由也称为“侧沟槽”的第一沟槽组和第二沟槽组形成的面。此类侧沟槽的范围为从标称平行于相邻侧沟槽到在1度以内不平行于相邻侧沟槽。此类侧沟槽通常垂直于图1的参考平面124。此类立方角元件的第三面优选地包括主沟槽面550。此主沟槽面的范围为从标称垂直于由侧沟槽形成的面到在1度以内不垂直于由侧沟槽形成的面。在一些实施方案中，侧沟槽可以形成标称90度的顶角θ。在其他实施方案中，该行优选的几何形状(PG)立方角元件包括由交替的一对侧沟槽510和511(例如，约75度和约105度)形成的峰结构，如图5所描绘的。因此，相邻(PG)立方角元件的顶角540可大于或小于90度。在一些实施方案中，同一行中相邻(PG)立方角元件的平均顶角通常为90度。如先前引用的US 7,188,960中所述，在制造包括PG立方角元件的微结构化表面期间，侧沟槽可以独立地形成在单独的片材(薄板)上，每个片材具有单行此类立方角元件。具有相对定向的片材对被定位成使得它们各自的主沟槽面形成主沟槽552，从而使竖直壁的形成最小化。可以组装片材以形成微结构化表面，然后将其复制以形成合适尺寸的工具。

在一些实施方案中，所有峰结构具有相同的顶角θ。例如，图3的先前描述的微结构化表面描绘了多个棱柱结构，每个棱柱结构具有90度的顶角θ。作为另一个示例，图4B的先前描述的微结构化表面描绘了多个锥体结构，每个锥体结构的顶角θ为60度。在其他实施方案中，峰结构可以形成不相同的顶角。例如，如图5所描绘的，峰结构中的一些峰结构可以具有大于90度的顶角，并且峰结构中的一些峰结构可以具有小于90度的顶角。在一些实施方案中，微结构阵列的峰结构具有顶角不同的峰结构，但是顶角平均值范围为60度至120度。在一些实施方案中，平均顶角为至少65度、70度、75度、80度或85度。在一些实施方案中，平均顶角小于115度、110度、100度或95度。

作为又一个示例，如图6的横截面所描绘的，微结构化表面600可包括多个峰结构，诸如分别具有峰652、654和656的646、648和650。当微结构化表面不含平坦表面(即，平行于图1的参考平面126的表面)时，相邻峰结构的小面也可限定相邻峰之间的谷。在一些实施方案中，峰结构的小面形成谷角小于90度的谷(例如，谷658)。在一些实施方案中，峰结构的小面形成谷角大于90度的谷(例如，谷660)。在一些实施方案中，谷是对称的，诸如由谷658和660所描绘的。在其他实施方案中，谷是对称的，诸如由谷662所描绘的。当谷是对称的时，限定该谷的相邻峰结构的侧壁基本上相同。当谷是不对称的时，限定该谷的相邻峰结构的侧壁不同。微结构化表面可具有对称谷和不对称谷的组合。

图7示出了微结构化表面700的另一个实施方案，其中峰结构具有圆化的顶740。这些峰结构的特征在于弦宽742、横截面基峰宽度744、曲率半径746和根角748。在一些实施方案中，弦宽等于横截面节距宽度的约20％至40％。在一些实施方案中，曲率半径等于横截面节距宽度的约20％至50％。在一些实施方案中，根角为至少50度、65度、70度、80度或85度。在一些实施方案中，根角不大于110度、105度、100度或95度。在一些实施方案中，可以优选根角为至少60度、65度、70度、75度、80度或90度。根角可以与谷角相同。在一些实施方案中，峰结构的顶被圆化成半径在至少2微米、3微米或4微米且不大于15微米、10微米或5微米的范围内。在一些实施方案中，谷被圆化成半径在至少2微米、3微米或4微米并且不大于15微米、10微米或5微米的范围内。在一些实施方案中，峰和谷被圆化成半径在至少2微米、3微米或4微米并且不大于15微米、10微米或5微米的范围内。

图8示出了微结构化表面800的另一个实施方案，其中峰结构840被截短，具有平坦的或换句话说平面的顶表面(基本上平行于图1的参考平面126)。这些峰结构的特征可在于扁平宽度842和横截面基峰宽度844。在典型的实施方案中，扁平宽度可以等于或小于横截面基峰宽度的50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、4％、3％、2％或1％。值得注意的是，峰结构可以具有相同的侧壁角，而不管顶是尖锐的、圆化的还是截短的。

在一些实施方案中，峰结构通常包括至少两个(例如，图3的棱柱)、三个(例如，图4A的立方角)或更多个小面。例如，当微结构的基部是八边形时，峰结构包括八个侧壁小面。然而，当这些小面具有圆化的或截短的表面时，诸如图7至图8所示；微结构的特征可以不在于特定几何形状。

当结合微结构的小面使得顶和谷是尖锐的或圆化的但不被截短时，微结构化表面的特征可以在于没有平行于平面基底层的平坦表面。然而，其中顶和/或谷被截短，微结构化表面通常包括基本上平行于平面基底层的平坦表面区域的少于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％或1％。在一个实施方案中，谷可具有平坦表面，并且峰的侧壁中的仅一个侧壁是成角度的，诸如图2A所示。然而，在有利的实施方案中，限定谷的相邻峰的两个侧壁朝向彼此成角度，如先前所描绘的。因此，谷的任一侧上的侧壁彼此不平行。

在图3至图8的实施方案中的每个实施方案中，相邻(例如，棱柱或立方角)峰结构的小面通常连接在谷的底部处，即接近平面基底层。峰结构的小面在同一方向上形成连续表面。例如，在图3中，(例如，棱柱)峰结构的小面321和322在微结构的长度(L)方向上，或者换句话说在y方向上是连续的。作为又一个示例，图5的PG立方角元件的主沟槽452和550在y方向上形成连续表面。在其他实施方案中，小面在同一方向上形成半连续表面。例如，在图4中，(例如立方角或锥体)峰结构的小面在x方向和y方向两者上均在相同平面中。这些半连续和连续表面可帮助从表面清洁病原体。

在一些实施方案中，峰结构的顶角通常是壁角的两倍，特别是在峰结构的这些小面在峰结构之间的谷处互连的情况下。因此，顶角通常大于20度，并且更通常地至少25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度或60度。峰结构的顶角通常小于160度，并且更通常小于155度、150度、145度、140度、135度、130度、125度或120度。

使用共焦激光扫描显微镜(CLSM)获得形貌标测图。用于所有成像的CLSM仪器是Keyence VK-X200。CLSM是使用聚焦激光束来扫描表面以映射表面的形貌的光学显微镜技术。CLSM通过使激光束穿过光源孔，然后通过物镜将该激光束聚焦到表面上的小区域中来工作，并且通过从样品收集发射的光子来逐像素地构建图像。该CLSM使用针孔来阻挡图像形成中的离焦光。尺寸分析被用于使用根据手册的SPIP 6.7.7图像计量软件来测量各种参数(参见https://www.imagemet.com/media-library/support-documents)。

根据形貌图像(3D)计算表面粗糙度参数：Sa(粗糙度平均值)、Sq(均方根)、Sbi(表面轴承指数)和Svi(谷流体滞留指数)。在计算粗糙度之前，使用平面校正“减去平面”(第1顺序平面安装形式去除)。

下表描述了一些代表性实施例和比较实施例的S参数。

S参数

粗糙度平均值Sa被定义为:

其中M和N是数据点X和Y的数量。

尽管平滑表面的Sa可接近零，但发现在清洁后具有较差微生物去除的比较平滑表面的平均表面粗糙度Sa为至少10nm、15nm、20nm、25nm或30nm。比较平滑表面的平均表面粗糙度Sa小于1000nm(1微米)。在一些实施方案中，比较平滑表面的Sa为至少50nm、75nm、100nm、125nm、150nm、200nm、250nm、300nm或350nm。在一些实施方案中，比较平滑表面的Sa不大于900nm、800nm、700nm、600nm、500nm或400nm。

在清洁后具有改善的微生物去除的微结构化表面的平均表面粗糙度Sa为1微米(1000nm)或更大。在一些实施方案中，Sa为至少1100nm、1200nm、1300nm、1400nm、1500nm、1600nm、1700nm、1800nm、1900nm或2000nm(2微米)。在一些实施方案中，微结构化表面的Sa为至少2500nm、3000nm、3500nm、4000nm或5000nm。在一些实施方案中，微结构化表面的Sa为至少10,000nm、15,000nm、20,000nm或25,000nm。在一些实施方案中，在清洁后具有改善的微生物去除的微结构化表面的Sa不大于40,000nm(40微米)、35,000nm、30,000nm、15,000nm、10,000nm或5,000nm。

在一些实施方案中，微结构化表面的Sa是平滑表面的Sa的至少2倍或3倍。在其他实施方案中，微结构化表面的Sa是平滑表面的Sa的至少4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍或10倍。在其他实施方案中，微结构化表面的Sa是平滑表面的Sa的至少15倍、20倍、25倍、30倍、35倍、40倍、45倍、50倍。在其他实施方案中，微结构化表面的Sa是平滑表面的Sa的至少100倍、200倍、300倍、400倍、500倍、600倍、700倍、800倍、900倍或1000倍。

均方根(RMS)参数S_q被定义为：

其中M和N是数据点X和Y的数量。

尽管Sq值略高于Sa值，但Sq值也落在刚刚针对Sa值描述的相同范围内。

表面轴承指数Sbi被定义为：

其中Z_0.05是在5％轴承区域处的表面高度。

谷流体滞留指数Svi被定义为：

其中Vv(h0.80)是在80％至100％轴承区域内的谷区处的空隙体积。

如上文S参数表所述，比较平滑样品的Sbi/Svi比率为1和3。在清洁后具有改善的微生物去除的微结构化表面的Sbi/Svi比率大于3。微结构化表面的Sbi/Svi比率为至少4、5或6。在一些实施方案中，在清洁后具有改善的微生物去除的微结构化表面的Sbi/Svi比率为至少7、8、9或10。在一些实施方案中，在清洁后具有改善的微生物去除的微结构化表面的Sbi/Svi比率为至少15、20、25、30、35、40或45。在清洁后具有改善的微生物去除的微结构化表面具有小于比较方波微结构化表面的Sbi/Svi比率。因此，在清洁后具有改善的微生物去除的微结构化表面的Sbi/Svi比率小于90、85、80、75、70或65。在一些实施方案中，在清洁后具有改善的微生物去除的微结构化表面的Sbi/Svi比率小于60、55、50、45、40、35、30、25、20或10。

形貌标测图还可用于测量微结构化表面的其他特征。例如，可根据软件的高度直方图函数确定(特别是相同高度的重复峰的)峰高度。为了计算方波膜的“平坦区域”的百分比，可使用SPIP的粒子孔分析特征来识别“平坦区域”，其识别某些形状(在该情况下，为微结构化方波膜的“平面”)。

方法

微结构化表面可通过多种微复制方法来形成，包括但不限于涂布、浇铸和固化可聚合树脂、注塑成型和/或压缩技术。例如，(例如，工程化的)表面的微结构化可通过如下方法中的至少一种方法实现：(1)使用具有微结构化图案的工具浇铸熔融热塑性塑料；(2)将流体涂布至具有微结构化图案的工具上，固化该流体，并去除所得膜；(3)将热塑性膜经过压料辊以倚靠具有微结构化图案的工具进行压缩(即压印)；和/或(4)使聚合物在挥发性溶剂中的溶液或分散体接触具有微结构化图案的工具，例如通过蒸发去除溶剂。可使用本领域的技术人员已知的多种技术中的任一种来形成该工具，技术的选择部分取决于工具材料和所需外形的特征。示例性的技术包括蚀刻(如，化学蚀刻、机械蚀刻或诸如激光刻蚀、反应性离子蚀刻等之类的其他刻蚀方法以及它们的组合)、光刻法、立体光刻、微机械加工、滚花(如切滚或酸强化滚)、刻痕、切削等，或它们的组合。在一些实施方案中，工具是金属工具。工具还可包括钻石样玻璃层，诸如WO2009/032815(David)中所述。

形成(例如，工程化的)微结构化表面的替代方法包括热塑性挤出、可固化流体涂布法，和压印热塑性层，该热塑性层也可被固化。可在例如如下专利中找到有关材料和形成(例如，工程化的)微结构化表面的各种方法的另外的信息：Halverson等人的PCT公布号WO2007/070310和US公布号US 2007/0134784；Hanschen等人的US公布No.US 2003/0235677；Graham等人的PCT公布号WO2004/000569；Ylitalo等人的US专利号6,386,699；Johnston等人的US公布号US 2002/0128578和US专利号US 6,420,622、US 6,867,342、US 7,223,364和Scholz等人的US专利号7,309,519。

在一些实施方案中，将微结构化表面并入到医疗诊断装置或其部件的表面的至少一部分中。在此实施方案中，微结构化表面通常在医疗诊断装置或其部件制造期间形成。在一些实施方案中，这通过模制(例如，热塑性、热固性或可聚合)树脂、压缩模制(例如，热固性)片材，或者热成形微结构化片材来实现。

在一个实施方案中，可以通过将液体(例如热塑性、热固性或可聚合的)树脂浇铸到模具中来制备医疗诊断装置的部件(例如听诊器的隔膜)，其中模具表面包括微结构化表面的负型复制品。

环氧树脂组合物

环氧树脂组合物通常包含含有至少两个环氧基团的至少一种环氧树脂。环氧基团是具有三个环原子的环醚，有时也被称为缩水甘油基或环氧乙烷基团。环氧树脂通常为在环境温度下为液体的低分子量单体。

环氧树脂组合物一般包含含有至少一个环状部分的至少一种环氧树脂。环状部分可以是芳族的或脂环族的。

在一些实施方案中，环氧树脂组合物包括双酚环氧树脂。双酚环氧树脂由以下方式形成：使表氯醇与双酚A反应以形成双酚A的二缩水甘油醚。

可商购获得的双酚环氧树脂的示例包括双酚A的二缩水甘油醚(例如，以商品名EPON 828、EPON 1001、EPON 1004、EPON 2004、EPON 1510和EPON 1310购自迈图专用化学公司(Momentive Specialty Chemicals,Inc.)的那些，以及以商品名D.E.R.331、D.E.R.332、D.E.R.334和D.E.N.439购自陶氏化学公司(Dow Chemical Co.)的那些)；双酚F的二缩水甘油醚(例如，可以商品名ARALDITE GY 281购自亨斯迈公司(Huntsman Corporation))或双酚A和F树脂的共混物，诸如来自迈图专用化学公司(Momentive Specialty Chemicals,Inc.)的EPIKOTE232；阻燃剂环氧树脂(例如，可以商品名DER 560获得，以及诸如购自陶氏化学公司(Dow Chemical Company)的一种溴化的双酚型环氧树脂)。

芳族环氧树脂也可通过诸如联苯基二醇以及三苯基二醇和三苯基三醇的芳族醇与表氯醇的反应来制备。此类芳族联苯基和三苯基环氧树脂不是双酚环氧树脂。一种代表性化合物为可以商品名Tactix^TM742购自瑞士巴塞尔的亨斯迈公司(HuntsmanCorporation,Basel,Switzerland)的基于三-(羟基苯基)甲烷的环氧树脂。

酚醛清漆环氧树脂通过酚与甲醛的反应形成，并且随后与表氯醇的糖基化产生环氧化酚醛清漆，诸如环氧酚酚醛清漆(EPN)和环氧甲酚酚醛清漆(ECN)。这些对于典型平均环氧化物官能团为约2至6的固体树脂而言是高度粘稠的。代表性可商购获得的酚醛清漆环氧树脂为可以商品名“D.E.N.431”从陶氏化学公司(Dow)商购获得的半固体酚醛环氧树脂。此类酚醛环氧树脂可与在25℃下为液体的环氧树脂组合使用。

在一些实施方案中，环氧树脂为每分子含有多于一个1,2环氧基团的脂环族环氧树脂。这些优选的环氧树脂一般是通过使用过氧化氢或诸如过乙酸和过苯甲酸的过酸来使诸如环烯烃的不饱和芳族烃化合物环氧化制备的，如本领域已知的。此类脂环族环氧树脂具有饱和(即，非芳族)环结构，其中环氧基团为环的一部分或附接到环结构。这些环氧树脂通常在环氧基团之间含有一个或多个酯键。亚烷基(C₁-C₄)键通常也存在于环氧基团与酯键之间或存在于酯键之间。例示性脂环族环氧树脂包括例如3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯。另一种合适的脂环族环氧树脂包含含有两个环氧基团的乙烯基环己烷二氧化物，其中一个环氧基团为环结构的一部分；3,4-环氧树脂-6-甲基环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯和二环戊二烯二氧化物。包含缩水甘油醚的其他合适的脂环族环氧树脂包括1,2-双(2,3-环氧环戊氧基)-乙烷；2,3-环氧环戊基缩水甘油醚；二缩水甘油基环己烷-1,2-二羧酸酯；3,4-环氧环己基缩水甘油醚；双-(2,3-环氧环戊基)醚；双-(3,4-环氧环己基)醚；5(6)-缩水甘油基-2-(1,2-环氧基乙基)双环[2.2.1]庚烷；环己-1,3-二烯二氧化物；3,4-环氧树脂-6-甲基环己基甲基3',4'-环氧树脂-6'-甲基环己烷羧酸酯。

其中1,2-环氧基团附接到各种杂原子或官能团的环氧树脂也是合适的；此类化合物包括例如4-氨基苯酚的N,N,O-三缩水甘油基衍生物、3-氨基苯酚的N,N,O-三缩水甘油基衍生物、水杨酸的缩水甘油醚/缩水甘油酯、N-缩水甘油基-N'-(2-缩水甘油基氧基丙基)-5,5-二甲基乙内酰脲或2-缩水甘油基氧基--1,3-双-(5,5-二甲基--1-缩水甘油基乙内酰脲-3-基)丙烷。

环氧树脂通常具有每环氧基团50克至250克、300克、350克、400克、450克或500克的环氧当量。环氧树脂在25℃下通常具有小于约1000cps的粘度。在一些实施方案中，粘度为至少50厘泊、100厘泊、150厘泊、200厘泊、250厘泊或300厘泊。在一些实施方案中，粘度不大于900厘泊、800厘泊、700厘泊、600厘泊或500厘泊。可利用单个环氧树脂或环氧树脂的组合。环氧树脂组合物通常包含基于总环氧树脂组合物的重量计，至少5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或10重量％的环氧树脂。由于导热无机颗粒的高浓度，环氧树脂的量通常不大于20重量％，并且在一些实施方案中不大于19重量％、18重量％、17重量％、16重量％或15重量％。

在一些实施方案中，环氧树脂组合物还包含低聚组分或聚合组分。低聚组分或聚合组分可向固化环氧树脂组合物赋予柔韧性、抗热震性、抗裂性和抗冲击性。

在一些实施方案中，低聚组分或聚合组分可被表征为增韧剂。增韧剂通常为在固化环氧树脂中实现相分离的有机聚合物添加剂。增韧剂可被表征为非反应性低聚组分或聚合组分。增韧剂包括例如嵌段共聚物、两亲性嵌段共聚物、丙烯酸类嵌段共聚物、羧基封端的丁二烯丙烯腈橡胶(CTBN)、核壳橡胶(CSR)、线性聚丁二烯-聚丙烯腈共聚物、低聚聚硅氧烷、有机硅聚醚、有机聚硅氧烷树脂或它们的混合物。其他环氧反应性聚合物增韧剂包括羧基封端的聚丁二烯、基于聚硫化物的增韧剂、胺封端的丁二烯腈橡胶、聚硫醚或它们的混合物。

示例性环氧树脂反应性低聚组分包括例如脂肪酸；脂肪酸酐，诸如聚壬二酸酐和十二烯基琥珀酸酐；二醇，诸如乙二醇、多元醇；聚醚二醇，诸如乙二醇、聚乙二醇和聚丙二醇、脂肪醇的聚合物；以及具有羟基基团、羧基环氧基和/或羧酸酐官能团的其他材料。其他合适的低聚组分包含三羟基羧基封端和二羟基羧基封端、羧酸酐封端、缩水甘油基封端和羟基封端的聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇。

在一些实施方案中，环氧树脂组合物包含固化剂。用于环氧树脂的固化剂的常见类别包括胺、酰胺、脲、咪唑和硫醇。固化剂通常在环境温度下与环氧基团高度反应。

在一些实施方案中，固化剂包含反应性-NH基团或反应性-NR₁R₂基团，其中R₁和R₂独立地为H或C₁至C₄烷基，并且最通常为H或甲基。

固化剂的一种类别为伯聚胺、仲聚胺和叔聚胺。聚胺固化剂可以是直链的、支链的或环状的。在一些有利的实施方案中，聚胺交联剂是脂族的。另选地，可利用芳族聚胺。

可用的聚胺具有通式R₅-(NR₁R₂)_x，其中R₁和R₂独立地为H或烷基，R₅为多价亚烷基或亚芳基，并且x为至少二。R₁和R₂的烷基基团通常为C₁至C₁₈烷基，更通常为C₁至C₄烷基，并且最通常为甲基。R₁和R₂可合在一起以形成环醚。在一些实施方案中，x为二(即，二胺)。在其他实施例中，x为3(即，三胺)。在另外其他实施例中，x为4。

可用的二胺可由以下通式表示：

其中R₁、R₂、R₃和R₄独立地为H或烷基，并且R₅为二价亚烷基或亚芳基。在一些实施方案中，R₁、R₂、R₃和R₄各自为H，并且二胺为伯胺。在其他实施方案中，R₁和R₄各自为H，并且R₂和R₄各自独立地为烷基；并且二胺为仲胺。在其他实施方案中，R₁、R₂、R₃和R₄独立地为烷基，并且二胺为叔胺。

在一些实施方案中，伯胺是优选的。示例包括六亚甲基二胺；1,10-二氨基癸烷；1,12-二氨基十二烷；2-(4-氨基苯基)乙胺；异佛乐酮二胺；降冰片烷二胺4,4'-二氨基二环己基甲烷；和1,3-双(氨基甲基)环己烷。例示性六元环二胺包含例如哌嗪和1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(“DABCO”)。

其他可用的聚胺包括具有至少三个氨基基团的聚胺，其中三个氨基基团为伯氨基基团、仲氨基基团或它们的组合。实例包括3,3'-二氨基联苯胺和双六甲基三胺。

用于固化脂环族环氧树脂的常见固化剂包括衍生自具有至少一个酸酐基团的羧酸的酸酐。此类酸酐固化剂在US 6,194,024中有所描述；该文献以引用方式并入本文。

在一个实施方案中，可固化环氧树脂组合物可作为两部分组合物提供。一般来讲，可在将环氧树脂组合物分配到模具中之前混合两部分组合物的两种组分。模具的至少一部分包括本文所述的微结构化表面的负型复制品。

环氧树脂片材的压缩模制

在另一个实施方案中，通过对环氧树脂片材的压缩模制来制备医疗诊断装置的部件，其中模具表面包括该微结构化表面的负型复制品。

通过将热量和压力施加到浸渍有包含潜固化剂的合成热固性环氧树脂的纸、帆布、亚麻布或玻璃布层来生产环氧树脂片材。多种树脂类型和布材料可用于制造具有一系列机械、热和电特性的热固性层合物。可通过使模制表面与片材接触并施加热量和压力来使可固化环氧树脂片材成形。热量和压力最初使材料软化，使得微结构化表面被复制到环氧树脂片材的表面上。热量还使(即，设置)环氧树脂固化，使得微结构化表面被保持。G-10具有良好的电特性、高强度、更高的尺寸稳定性和高耐湿性的组合。G-10的代表性特性如下。也可使用具有类似特性的其他材料。

热成形微结构化片材的方法

在一个实施方案中，描述了一种制造医疗诊断制品或其部件的方法，该方法包括提供包括微结构化表面的基部构件(例如，片材或板)。基部构件包括热塑性或热固性材料。峰结构包含与基部构件不同的材料，使得峰结构的熔融温度大于基部构件。峰结构通常包含固化的可聚合树脂。该方法包括在低于峰结构的熔融温度的温度下将微结构化基部构件(例如，膜、片材或板)热成型为制品。在一些实施方案中，真空成形可与热成形组合使用，这也被称为双真空热成形(DVT)。在一些实施方案中，热成形制品可以是三维外壳，诸如超声探头帽。

基部构件(例如，片材)可以按照Lu等人的美国专利第5,175,030号和Lu的美国专利第5,183,597号中所描述的被制备，承载微结构的制品(如增亮膜)可通过包括以下步骤的方法制备：(a)制备可聚合的组合物；(b)以刚刚足以填充母板腔体的量，将所述可聚合组合物沉积到母板的负微结构化模制表面上；(c)通过将可聚合组合物的小珠在预制底座(诸如单层或多层，例如PET膜、片材或板)和母体之间移动来填充空腔，其中至少一者是柔性的；以及(d)固化组合物。母板可以是金属，例如镍、镀镍铜或镀镍黄铜，或可以是在聚合条件下稳定的，并且优选具有允许将聚合的材料从该母板干净地移除的表面能的热塑性材料。可任选将基底膜的一个或多个表面打底漆，或者进行处理以促进光学层与基部的粘附力。

可用的基部构件材料包括(例如)苯乙烯-丙烯腈、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、三乙酸纤维素、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚萘二甲酸乙二酯、基于萘二羧酸的共聚物或共混物、聚环烯烃、聚酰亚胺和玻璃。可任选的是，所述基板材料可包含这些材料的混合物或组合物。在一个实施例中，所述基板可以是多层的或可含有悬浮或分散在连续相中的分散组分。可用的PET膜的示例包括光学级聚对苯二甲酸乙二醇酯和可购自美国特拉华州威明顿市的杜邦薄膜公司(DuPont Films ofWilmington,Del)的MELINEX^TM PET。可用的可热成形材料的示例是可以商品名VIVAK PETG商购获得的聚对苯二甲酸乙二醇酯(带有二醇的聚酯)。此类材料的特征在于拉伸强度范围为5000psi至10,000psi(ASTM D638)，弯曲强度为5,000至15,000(ASTM D-790)。此类材料的玻璃化转变温度为178℉(ASTM D-3418)。

已经描述了适合于制造微结构化膜的各种可聚合树脂。在典型的实施方案中，可聚合树脂包含至少一种(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物，其包含至少两个(甲基)丙烯酸酯基团(例如，Photomer 6210)和(例如，多(甲基)丙烯酸酯)交联剂(例如，HDDA)。可聚合树脂也可以填充合适的有机或无机填料，对于某些应用，填料是不透射线的。

已基于光学特性选择了用于回射片材和增亮膜的材料。因此，峰结构和相邻的谷通常包含折射率为至少1.50、1.55、1.60或更大的材料。此外，可见光的透射通常大于85％或90％。然而，对于本发明描述的膜、方法和制品的许多实施方案，光学特性可能不受关注。因此，可使用具有较低折射率的各种其他材料，包括有色的、透光的和不透明的材料。在一些实施方案中，微结构化膜或片材还可包括印刷图形。

在另选的实施方案中，可选择由微结构和(例如，平面)基部构件构成的材料以提供除了本文所述的改善的微生物去除和/或减少的触摸转移之外的特定光学特性。

例如，在一个实施方案中，(例如，平面的)基部构件可包括多层光学膜，该多层光学膜包括多个交替的第一光学层和第二光学层，该第一光学层和该第二光学层共同反射在至少100纳米至280纳米的波长范围内的至少30纳米的波长反射带宽上，入射光角度为0°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射紫外光的至少30％。此类多层光学膜在WO2020/070589中有所描述；以引用的方式并入本文中，并且可用作UV-C防护罩、UV-C光准直器和UV-C光集中器。在一些实施方案中，在至少400纳米至750纳米的波长范围内的至少30纳米的波长反射带宽上，通过至少多个交替的第一光学层和第二光学层的入射可见光透射率大于30％。第一光学层可包含至少一种聚乙烯共聚物。第二光学层可包含以下所列中的至少一者：包含四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物，包含四氟乙烯和六氟丙烯或全氟烷氧基烷烃的共聚物。第一光学层可包含二氧化钛、氧化锆、氮氧化锆、二氧化铪或氧化铝。第二光学层可包含二氧化硅、氟化铝或氟化镁中的至少一者。在一些实施方案中，微结构与多层光学膜一起提供可见光透明UV-C(例如，反射)保护层或者换句话说UV-C防护罩。UVC光可用于消毒表面，然而这些波长可损坏任何有机材料，从而导致不希望的脱色。通过将本文所述的微结构化表面与UV-C防护罩组合，可用UVC光和常规清洁方法(例如，擦拭、洗涤和/或施加抗微生物溶液)两者来清洁表面以消毒微结构化表面。

如图3所示，连续基体层360可存在于通道或谷的底部与(例如，平面的)基部构件310的顶表面331之间。在一些实施方案中，诸如当通过浇铸和固化可聚合树脂组合物来制备微结构化表面时，基体层的厚度通常为至少0.5微米、1微米、2微米、3微米、4微米或5微米，范围高至50微米。在一些实施方案中，基体层的厚度不大于45微米、40微米、35微米、30微米、25微米、20微米、15微米或10微米。

在一些实施方案中，微结构化表面(例如，其至少峰结构)包括具有至少25℃的玻璃化转变温度(如用差示扫描量热法测量)的有机聚合物材料。在一些实施方案中，有机聚合物材料的玻璃化转变温度为至少30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃。在一些实施方案中，有机聚合物材料的玻璃化转变温度不大于100℃、95℃、90℃、85℃、80℃或75℃。在其他实施方案中，微结构化表面(例如，其至少峰结构)包括玻璃化转变温度(如用差示扫描量热法测量)小于25℃或小于10℃的有机聚合物材料。在至少一些实施例中，微结构可为弹性体。弹性体可以理解为具有粘弹特性(或弹性)的聚合物，与其他材料相比，一般具有适当的低杨氏模量和高屈服应变。该术语通常与术语橡胶可互换使用，但在提及交联聚合物时优选橡胶。

在一个实施方案中，微结构或微结构化表面可由可固化的热固性材料制备。与热塑性材料不同，其中熔融和固化是热可逆的，热固性塑料在加热后固化，并且因此尽管最初是热塑性的，但在固化后无法重新熔融，或在固化后熔融温度显著较高。

在一些实施方案中，该热固性材料包含以重量计多数的有机硅聚合物。在至少一些实施例中，有机硅聚合物将为聚二烷氧基硅氧烷，如聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，使得微米结构由以重量计多数为PDMS的材料制得。更具体地讲，微结构可全部或基本上全部为PDMS。例如，微结构可各自具有超过95重量％的PDMS。在某些实施例中，PDMS为通过硅烷(Si-H)官能PDMS与不饱和官能PDMS(如乙烯基官能PDMS)的氢化硅烷化而形成的经固化的热固性组合物。Si-H和不饱和基团可为末端、侧链或上述两者。在其他实施例中，PDMS可为可湿固化的，诸如烷氧基硅烷封端的PDMS。

在一些实施方案中，除PDMS外的其他有机硅聚合物可以是可用的，例如其中一些硅原子具有其他基团的有机硅，这些基团可以是芳基(例如，苯基)、烷基(例如，乙基、丙基、丁基或辛基)、氟烷基(例如，3,3,3-三氟丙基)或芳烷基(例如2-苯丙基)。有机硅聚合物还可以含有反应性基团，例如乙烯基、硅-氢化物(Si-H)、硅烷醇(Si-OH)、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、环氧基、异氰酸酯、酸酐、巯基和氯烷基。这些有机硅可以是热塑性的，或者它们可以例如通过缩合固化、乙烯基与Si-H基团的加成固化或通过侧丙烯酸酯基的自由基固化来固化。它们还可以通过使用过氧化物来交联。所述固化可以通过添加热或光化辐射来实现。

用于微结构或微结构化表面的其他可用聚合物可以是热塑性或热固性聚合物，其包括聚氨酯、聚烯烃(包括茂金属聚烯烃、低密度聚乙烯、聚丙烯、甲基丙烯酸乙烯酯共聚物)；聚酯(诸如弹性体聚酯(例如，Hytrel))、可生物降解的聚酯(诸如聚乳酸、聚乳酸/乙醇酸、琥珀酸与二醇的共聚物等)、含氟聚合物(包括含氟弹性体)、丙烯酸类(聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯)。

聚氨酯可为直链的，并且为热塑性或热固性的。聚氨酯可由芳族或脂族异氰酸酯连同聚酯或聚醚多元醇或它们的组合而形成。

代表性含氟聚合物包括例如聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(THV)、包含衍生自四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)和偏二氟乙烯(VDF)的亚基和氟化乙烯丙烯(FEP)共聚物的聚乙烯共聚物。含氟聚合物可从明尼苏达奥克戴尔的Dyneon LLC(Dyneon LLC,Oakdale,MN)；日本大阪大金工业有限公司(Daikin Industries,Ltd.,Osaka,Japan)；日本东京旭硝子玻璃有限公司(Asahi Glass Co.,Ltd.,Tokyo,Japan)和特拉华威尔明顿杜邦公司(E.I.duPontdeNemours and Co.,Willmington,DE)商购获得。

在一些实施方案中，微结构化膜或微结构化表面层包括如先前引用WO2020/070589中所描述的包括含氟聚合物的多层膜。此类多层膜可以作为UV-C防护罩、UV-C光准直器和UV-C光集中器使用。在其他实施方案中，微结构化膜或微结构化表面层包括单层或多层含氟聚合物(例如保护性)层，该层不可作为UV-C防护罩、UV-C光准直器和UV-C光集中器使用。

在一些实施方案中，可修改微结构或微结构化表面，使得微结构化表面更亲水。微结构化表面通常可被修改成使得与经修改的微结构化表面材料相同的平坦有机聚合物膜表面表现出与去离子水的前进接触角或后退接触角为45度或更小。在不存在此类修改的情况下，与微结构化表面材料相同的平坦有机聚合物膜表面通常表现出与去离子水的前进接触角或后退接触角大于45度、50度、55度或60度。

可利用任何合适的已知方法来实现亲水性微结构化表面。可采用表面处理，诸如等离子体处理、真空沉积、亲水性单体聚合、将亲水性部分接枝到膜表面、电晕或火焰处理等。对于某些实施方案，亲水性表面处理包括两性离子硅烷，并且对于某些实施方案，亲水性表面处理包括非两性离子硅烷。非两性离子型硅烷包括例如，非两性离子阴离子硅烷。

在其他实施方案中，亲水性表面处理还包括至少一种硅酸盐，例如但不限于，包括硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾、二氧化硅、原硅酸四乙酯、聚(二乙氧基硅氧烷)或它们的组合。一种或多种硅酸盐可被混合到含有亲水性硅烷化合物的溶液中，用于施加到微结构化表面。

任选地，可将表面活性剂或其他合适的试剂添加到用于形成微结构化表面的有机聚合物组合物中。例如，亲水性丙烯酸酯和引发剂可被添加到可聚合组合物并通过加热或光化辐射而发生聚合。另选地，该微结构化表面可由包括由环氧乙烷构成的均聚物和共聚物的亲水性聚合物形成；掺入乙烯基不饱和单体的亲水性聚合物，诸如乙烯基吡咯烷酮、羧酸、磺酸，或膦酸官能丙烯酸酯诸如丙烯酸、羟基官能丙烯酸酯诸如羟乙基丙烯酸酯、乙酸乙烯酯及其水解衍生物(如聚乙烯醇)、丙烯酰胺、聚乙氧基化丙烯酸酯等；亲水性改性纤维素，以及多糖诸如淀粉和改性淀粉、葡聚糖等。

如US20170045284中所述，已描述了此类亲水性表面用于流体控制膜；该文献以引用方式并入本文。

将微结构化膜结合到医疗诊断制品或其部件

在一些实施方案中，(例如工程化)微结构化表面可以作为膜或胶带提供，并且附接到其部件的医疗诊断制品的(例如外部)表面上。可使用机械耦合、粘合剂、热处理(如热焊接、超声焊接、RF焊接等)或它们的组合提供固定。

在一个实施方案中，描述了包括如本文所述的微结构化表面安置在平面基底层上的膜(例如胶带)。微结构化表面可以由与平面基底层相同或不同的材料制成。

该膜(例如，胶带)包括在该膜的相对表面上的压敏粘合剂(例如，图3的350)。可通过将膜与具有压敏粘合剂的表面结合在医疗诊断制品或其部件上提供微结构化表面。

平面基底层可经受常规表面处理，以用于与相邻(例如压敏)粘合剂层更好地粘附。另外，基部构件可经受常规表面处理，以用于将(例如，浇铸和固化的)微结构化层更好地粘附到下面的基部构件。表面处理包括例如暴露于臭氧、暴露于火焰、暴露于高压电击、用电离辐射处理和其他化学或物理氧化处理。化学表面处理包括底漆。合适的底漆的示例包括氯化的聚烯烃、聚酰胺、和美国专利第5,677,376号、第5,623,010号中公开的改性的聚合物和WO 98/15601和WO99/03907中公开的那些、以及其他改性的丙烯酸类聚合物。在一个实施方案中，底漆为基于有机溶剂的底漆，其包含丙烯酸酯聚合物、氯化聚烯烃和环氧树脂，其可以作为“3M^TMPrimer 94”购自3M公司。

微结构化膜可包括各种(例如，压敏)粘合剂，诸如天然或合成橡胶基压敏粘合剂、丙烯酸类压敏粘合剂、乙烯基烷基醚压敏粘合剂、有机硅压敏粘合剂、聚酯压敏粘合剂、聚酰胺压敏粘合剂、聚-α-烯烃、聚氨酯压敏粘合剂和基于苯乙烯嵌段共聚物的压敏粘合剂。压敏粘合剂通常具有在1Hz的频率下通过动态机械分析在室温(25℃)下测量的小于3×10⁶达因/厘米的储能模量(E')。

在一些实施方案中，压敏粘合剂可基于天然橡胶，这意味着一种或多种天然橡胶弹性体构成至少约20重量％的粘合剂的弹性体组分(不包含任何填料、增粘树脂等)。在其他实施方案中，天然橡胶弹性体构成至少约50重量％或至少约80重量％的粘合剂的弹性体组分。在一些实施方案中，天然橡胶弹性体可与一种或多种嵌段共聚物热塑性弹性体(例如，以商品名KRATON购自美国德克萨斯州休斯顿的科腾聚合物公司(Kraton Polymers,Houston,TX)的一般类型的那些)共混。在具体实施方案中，天然橡胶弹性体可与苯乙烯-异戊二烯径向嵌段共聚物共混，与天然橡胶弹性体以及至少一种增粘树脂结合。在授予Ma等人的美国专利申请公布2003/0215628中进一步详细公开了该类型的粘合剂组合物。

(例如压敏)粘合剂可以是有机溶剂基、水基乳液、热熔体(例如，US 6,294,249中所述)以及光化辐射(例如，电子束、紫外线)可固化(例如压敏)粘合剂。

在一些实施方案中，粘合剂层是可去除的。在50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃或120℃(248℉)下老化4小时后，可去除的粘合剂从该粘合剂被暂时性粘结的基材或表面(例如，玻璃或聚丙烯板)干净地去除，然后以20英寸/分钟的去除速率平衡至约25℃。

在一些实施方案中，粘合剂层为可重新定位的粘合剂层。术语“可重新定位的”是指至少在初始时反复粘附到基底并从该基底去除而不明显损失粘附能力的能力。可重新定位的粘合剂通常至少在初始对基底表面的剥离强度低于常规强粘性PSA的剥离强度。合适的可重新定位的粘合剂包括使用“CONTROLTAC Plus Film”品牌和“SCOTCHLITE PlusSheeting”品牌的粘合剂类型，两者均由美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota,USA)制备。

粘合剂层还可为结构化粘合剂层或者具有至少一个微结构化表面的粘合剂层。在将包括此类结构化粘合剂层的膜制品施加到基底表面时，在膜制品和基底表面之间存在通道等的网络。此类通道等的存在允许空气横向穿过粘合剂层，并且因此在施加期间允许空气从膜制品和表面基底下方逸出。

还可使用拓扑结构化粘合剂以提供可重新定位的粘合剂。例如，已描述粘合剂的相对大比例的压印以永久性地降低压敏粘合剂/基底接触面积，并且因此降低压敏粘合剂的粘结强度。各种拓扑结构包括凹面和凸面V形槽、菱形、杯形、半球形、圆锥形、火山形和其他所有具有显著小于粘合剂层的底表面的顶表面面积的三维形状。通常，这些拓扑结构提供与平滑表面的粘合剂层相比具有较低剥离粘附力值的粘合剂片材、膜和带。在许多情况下，拓扑结构化表面粘合剂还显示出慢的固定粘附以及增加的接触时间。

具有微结构化粘合剂表面的粘合剂层可包括均匀分布的粘合剂或位于粘合剂表面的功能部分上方并从粘合剂表面向外突出的复合粘合剂“突起”。包括此类粘合剂层的膜制品提供片状材料，该片状材料在置于基底表面上时可重新定位(参见美国专利号5,296,277)。此类粘合剂层还需要一致的微结构化剥离衬垫以在储存和处理期间保护粘合剂突起。微结构化粘合剂表面的形成还可例如通过将粘合剂涂覆到具有对应微压印图案的剥离衬垫上或者将粘合剂(例如，PSA)朝具有对应微压印图案的剥离衬垫压缩来实现，如WO 98/29516中所述。

如果需要，粘合剂层可包括多个粘合剂子层，以得到组合粘合剂层组件。例如，粘合剂层可包括热熔融粘合剂子层以及连续或不连续的PSA或可重新定位的粘合剂的覆盖层。

丙烯酸类压敏粘合剂可通过自由基聚合技术诸如溶液聚合、本体聚合或乳液聚合制备。丙烯酸类聚合物可为任何类型，诸如无规共聚物、嵌段共聚物或接枝聚合物。聚合可采用通常使用的聚合引发剂和链转移剂中的任一种。

丙烯酸类压敏粘合剂包含衍生自(例如，非叔)醇的一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体的聚合单元，该醇含有1至14个碳原子并且优选含有平均4至12个碳原子。单体的示例包括丙烯酸或甲基丙烯酸与非叔醇的酯，该非叔醇诸如乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、1-己醇、2-己醇、2-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇、2-乙基-1-丁醇；3,5,5-三甲基-1-己醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、异辛醇、2-乙基-1-己醇、1-癸醇、2-丙基庚醇、1-十二烷醇、1-十三烷醇、1-十四烷醇等等。

丙烯酸类压敏粘合剂包含一种或多种低Tg(甲基)丙烯酸酯单体的聚合单元，即在反应形成均聚物时的Tg不大于0℃的(甲基)丙烯酸酯单体。在一些实施方案中，低Tg单体具有不大于-5℃或不大于-10℃的Tg。这些均聚物的Tg通常大于或等于-80℃、大于或等于-70℃、大于或等于-60℃、或大于或等于-50℃。

低Tg单体可具有下式

H₂C＝CR¹C(O)OR⁸

其中R¹为H或甲基，并且R⁸为具有1个至22个碳的烷基或具有2个至20个碳和1个至6个选自氧或硫的杂原子的杂烷基。烷基或杂烷基基团可为直链的、支链的、环状的、或它们的组合。

示例性低Tg单体包括例如丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正己酯、2-甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸4-甲基-2-戊酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异十三烷基酯、丙烯酸十八烷基酯和丙烯酸十二烷基酯。

低Tg杂烷基丙烯酸酯单体包括但不限于丙烯酸2-甲氧基乙酯和丙烯酸2-乙氧基乙酯。

在典型的实施方案中，丙烯酸类压敏粘合剂包含具有含6个至20个碳原子的烷基基团的至少一种低Tg单体的聚合单元。在一些实施方案中，低Tg单体具有含7个或8个碳原子的烷基基团。示例性单体包括但不限于(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯以及(甲基)丙烯酸与衍生自可再生来源的醇的酯，诸如(甲基)丙烯酸2-辛酯。

基于聚合单元(即，不包括无机填料或其他添加剂)的总重量计，丙烯酸类压敏粘合剂通常包括至少50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％或更大的Tg小于0℃的单官能(甲基)丙烯酸烷基酯单体的聚合单元。

丙烯酸类压敏粘合剂可以进一步包含至少一种高Tg单体，即(甲基)丙烯酸酯单体，当反应形成均聚物时，其Tg大于0℃。高Tg单体更通常具有大于5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃或40℃的Tg。高Tg单官能(甲基)丙烯酸烷基酯单体包括例如丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸硬脂酸酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸3,3,5三甲基环己酯、丙烯酸环己酯、N-辛基丙烯酰胺和甲基丙烯酸丙酯或组合。

丙烯酸类压敏粘合剂还可包含极性单体的聚合单元。代表性极性单体包括例如酸官能单体(例如，丙烯酸、甲基丙烯酸)、羟基官能(甲基)丙烯酸酯)单体、含氮单体(例如，丙烯酰胺)、以及它们的组合。在一些实施方案中，丙烯酸类压敏粘合剂包含至少0.5重量％、1重量％、2重量％或3重量％并且通常不大于10重量％的极性单体诸如丙烯酰胺和/或酸官能单体诸如(甲基)丙烯酸的聚合单元。

根据需要，(例如压敏)粘合剂还可包括一种或多种合适的添加剂。添加剂的示例为交联剂(例如，多官能(甲基)丙烯酸酯交联剂(例如，HDDA、TMPTA)、环氧树脂交联剂、异氰酸酯交联剂、三聚氰胺交联剂、氮丙啶交联剂等)、增粘剂(例如，酚改性的萜烯和松香酯，诸如松香的甘油酯和松香的季戊四醇酯，以及C5和C9烃增粘剂)、增稠剂、增塑剂、填料、抗氧化剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、表面活性剂、流平剂、着色剂、阻燃剂和硅烷偶联剂。

(例如，压敏)粘合剂层可通过各种常规涂覆方法(例如，凹版印刷)辊涂、流涂、浸涂、旋涂、喷涂、刮涂、(例如，旋转或狭缝)模具涂覆、(例如，热熔融)挤出涂覆和印刷设置在膜上。粘合剂可直接施加到本文所述的基材或通过使用剥离衬垫来转印涂布。当使用剥离衬垫时，将粘合剂涂覆在衬垫上并层合到膜或涂覆在膜上，并且随后将剥离衬垫施加到粘合剂层。粘合剂层可作为连续层或图案化不连续层施加。粘合剂层通常具有约5微米至约50微米的厚度。

剥离衬垫通常包括纸或膜，其已经用低表面能的化合物诸如有机硅化合物、含氟聚合物、聚氨酯和聚烯烃涂覆或改性。剥离衬垫也可为聚合物片材，该片材由聚乙烯、聚丙烯、PVC、聚酯在添加或不添加粘合剂排斥的化合物的情况下制备。如上所述，剥离衬垫可具有微结构化或微压印的图案以用于将结构赋予到粘合剂层。微结构化释放衬里还可以用于赋予微结构化表面，并且在将微结构化层施加到目标表面或制品上之前和期间保护微结构化表面免受损坏。

如上所述，附接到医疗诊断制品或其部件表面的微结构膜可通过将可聚合树脂浇铸并固化在热塑性或热固性膜上来制备。另选地，微结构化膜可以通过熔融挤出或压印热塑性膜制备。

其他有用的热塑性或热固性聚合物包括聚氨酯、聚烯烃，包括茂金属聚烯烃、聚酯，如弹性聚酯(例如Hytrel)、可生物降解的聚酯，如聚乳酸、聚乳酸/甘醇酸、琥珀酸和二元醇的共聚物等，包括氟橡胶的含氟聚合物、丙烯酸(聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯)。聚氨酯可为直链的，并且为热塑性或热固性的。聚氨酯可由芳族或脂族异氰酸酯连同聚酯或聚醚多元醇或它们的组合而形成。

再次参考图2至图4和图6，本发明描述的制品通常包括设置在基部构件(210、310、410、610)上的(例如，工程化的)微结构化表面(200、300、400、600)。当该制品是膜(例如，片材)时，该基部构件是平面的(例如，平行于参考平面126)。基部构件的厚度通常为至少10微米、15微米、20微米或25微米(1密耳)并且通常不大于500微米(20密耳)厚。在一些实施方案中，基部构件的厚度不大于400微米、300微米、200微米或100微米。(例如，膜的)基部构件的宽度可以是至少30英寸(122cm)，并且优选地至少为48英寸(76cm)。(例如，膜的)基部构件在其长度上通常是连续的，长达约50码(45.5m)至100码(91m)，使得微结构化膜可以方便拿取的卷材形式提供。然而，另选地，(例如，膜的)基部构件可以是单独的片材或条(例如，胶带)，而不是作为卷材。

可热成形的微结构化基部构件的厚度通常为至少50微米、100微米、200微米、300微米、400微米或500微米。可热成型的微结构化基部构件可以具有高达3mm、4mm或5mm或更大的厚度。

医疗诊断基材

医疗诊断制品或其部件可由材料诸如金属、合金、有机聚合物材料或包括如上中的至少一种的组合形成。特别地，玻璃、陶瓷、金属或聚合物基材，以及它们的其他合适的替代形式和组合(诸如陶瓷涂布的聚合物、陶瓷涂布的金属、聚合物涂布的金属、金属涂布的聚合物等)可能是合适的。

用于形成基材的聚合物可为可生物降解的、不可生物降解的或它们的组合。另外，也可使用纤维增强和/或粒子增强的聚合物。

另外，也可使用纤维增强和/或粒子增强的聚合物。合适的不可生物降解聚合物的非限制性实施例包括聚烯烃(例如聚异丁烯共聚物)、苯乙烯类嵌段共聚物(例如苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，诸如苯乙烯-异丁烯-苯乙烯叔嵌段共聚物(SIBS)；聚乙烯基吡咯烷酮(包括交联的聚乙烯基吡咯烷酮)；聚乙烯醇；乙烯基单体的共聚物，如EVA和聚氯乙烯(PVC)；聚乙烯醚；聚乙烯基芳族；聚环氧乙烷；聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)；聚酰胺；聚丙烯酰胺；聚醚(如聚醚砜)；聚烯烃(如聚丙烯、聚乙烯、高度交联的聚乙烯，以及高分子量或超高分子量聚乙烯)；聚氨酯；聚碳酸酯；有机硅；硅氧烷聚合物；天然基聚合物，诸如任选改性的多糖和蛋白质，包括但不限于纤维素聚合物和纤维素酯(诸如醋酸纤维素)；以及包含前述聚合物中的至少一种的组合。组合可包括可溶混和不可溶混的共混物以及层合物。

合适的可生物降解的聚合物的非限制性示例包括聚羧酸；聚酐(如马来酸酐聚合物)；聚原酸酯；聚氨基酸；聚氧化乙烯；聚磷腈；聚乳酸、聚乙醇酸以及它们的共聚物和混合物，如聚(L-乳酸)(PLLA)、聚(D,L,-丙交酯)、聚(乳酸-共-乙醇酸)，和50/50重量比的(D,L-丙交酯-共-乙醇酸)；聚对二氧环己酮；聚丙烯富马酸盐；聚(α-羟基酸/α-氨基酸)(polydepsipeptides)；聚己内酯及其共聚物和混合物，如聚(D,L-丙交酯-共-己内酯)和聚己内酯共-丙烯酸丁酯；聚羟基丁酸酯戊酸盐及其混合物；聚碳酸酯，如酪氨酸衍生的聚碳酸酯和丙烯酸酯、聚亚胺碳酸酯和聚二甲基三甲基碳酸酯；氰基丙烯酸酯；磷酸钙；聚葡糖胺聚糖；大分子，如多糖(包括透明质酸、纤维素和羟丙基甲基纤维素)；明胶；淀粉；葡聚糖；和海藻酸盐及其衍生物，蛋白质和多肽；以及前述任意的混合物和共聚物。可生物降解的聚合物也可为表面可侵蚀的聚合物，诸如聚羟基丁酸酯及其共聚物、聚己内酯、聚酐(结晶和无定形)，和马来酸酐。

在一些实施方案中，微结构化表面可与医疗诊断装置或其部件的至少一部分一体化。在其他实施例中，微结构化表面可以作为膜或胶带提供，该膜或胶带可以附接到医疗诊断装置或其部件的至少一部分。在此类实施方案中，微结构表面可由相同或不同的材料基部构件制成。可使用机械耦合、粘合剂、热处理(如热焊接、超声焊接、RF焊接等)或它们的组合提供固定。

在一些实施方案中，(例如平面)基部构件以及微结构化膜是柔性的。在一些实施方案中，(例如，图形)膜足够柔性并且可适形，使得可以将膜施加(例如，与粘合剂结合)到复杂弯曲(例如三维)表面。在一些实施方案中，(例如平面)基部构件以及微结构化膜具有至少50％、75％、100％、125％、150％或200％的伸长率。在一些实施方案中，(例如平面)基部构件以及微结构化膜具有不大于500％、450％、400％、350％、300％或250％的伸长率。在一些实施方案中，(例如平面)基部构件以及微结构化膜具有不大于1000MPa、750MPa、500MPa的拉伸模量。拉伸模量通常为至少50MPa、100MPa或150MPa。在一些实施方案中，(例如平面)基部构件以及微结构化膜具有不大于50MPa、40MPa或30MPa的拉伸强度。拉伸强度通常为至少10MPa、15MPa、20MPa或25MPa。根据ASTM D882-10测定拉伸测试，初始抓握距离为1英寸，速度为1英寸/分钟或100％应变/分钟。

任选的添加剂和涂料

微结构化表面的有机聚合物材料可含有其他添加剂，诸如抗微生物剂(包括防腐剂和抗生素)、染料、脱模剂、抗氧化剂、增塑剂、热稳定剂和光稳定剂，包括紫外线(UV)吸收剂、填料等。

合适的抗微生物剂可掺入聚合物中或沉积于聚合物上。合适的优选抗微生物剂包括Scholz等人的美国公布号2005/0089539和2006/0051384和Scholz的美国公布号2006/0052452和2006/0051385中所描述的那些。本发明的微结构也可用抗微生物涂料涂布，该抗微生物涂料诸如公开于Ali等人的国际申请号PCT/US2011/37966中的那些。

在典型的实施方案中，微结构化表面不由(例如氟化(例如含氟聚合物)或PDMS)低表面能材料制备，并且不包括低表面能涂层、平坦表面上与水的后退接触角大于90度、95度、100度、105度或110度的材料或涂层。在此实施方案中，材料的低表面能不会有助于可清洁性。相反，清洁的改进归因于微结构化表面的特征。在此实施方案中，微结构化表面由材料制备，使得该材料的平坦表面与水的后退接触角通常小于90度、85度或80度。

在其他实施方案中，可将低表面能涂层施加到微结构。可使用的示例性低表面能涂层材料包括以下材料：诸如六氟环氧丙烷(HFPO)；或有机硅烷，诸如烷基硅烷、烷氧基硅烷、丙烯酰基硅烷、多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)和含氟的有机硅烷，仅举数例。本领域已知的特定涂层的示例可见于例如美国公布号2008/0090010，和共同所有的公布美国公布号2007/0298216中。对于包括被施用到微结构的涂层的实施方案，其可以通过任何适当的涂布方法进行施用，诸如溅射、气相沉积、旋涂、浸涂、滚筒式涂布或任何其他多个合适的方法。

也可能的并且为了保持微结构的保真性而常常优选的是在用于形成微结构的组合物中包含表面能调节化合物。在一些实施方案中，铺展添加剂可延迟或阻止基底组合物的结晶。合适的铺展添加剂可见于例如Scholz等人的国际公布号WO2009/152345和Klun等人的美国专利号7,879,746中。

清洁微结构化表面

在一个实施方案中，描述了提供医疗诊断制品的方法，该制品的表面在清洁时去除更多的微生物(例如细菌)。可例如通过用织造或非织造材料擦拭微结构化表面或用刷子洗涤微结构化表面来机械地清洁微结构化表面。在一些实施方案中，织造或非织造材料的纤维的纤维直径小于谷的最大宽度。在一些实施方案中，刷子的刷毛的直径小于谷的最大宽度。另选地，可通过将抗微生物(例如，抗菌)溶液施加到微结构化表面来清洁微结构化表面。此外，微结构化表面也可通过基于(例如，紫外线)辐射的消毒来清洁。可以使用此类清洁技术的组合。

抗微生物溶液可含有防腐剂组分。已知各种防腐剂组分，包括例如双胍和二双胍，诸如氯己定和其各种盐，包括但不限于二葡萄糖酸盐、二醋酸盐、二甲基硫酸盐和二乳酸盐以及它们的组合；聚合季铵化合物，诸如聚六亚甲基双胍；银和各种银复合物；小分子季铵化合物，诸如苯扎氯铵和烷基取代的衍生物；二长链烷基(C8-C18)季铵化合物；十六烷基吡啶鎓卤化物及其衍生物；苄索氯铵和其烷基取代的衍生物；奥替尼啶及其相容的组合物。在其他实施方案中，抗微生物组分可以是阳离子抗微生物剂或氧化剂，诸如过氧化氢、过乙酸、漂白剂。

在一些实施方案中，抗微生物组分是小分子季铵化合物。优选的季铵消毒剂的例子包括具有C8-C18烷基链长、更优选具有C12-C16烷基链长、最优选具有混合烷基链长的苯扎卤铵。例如，典型的苯扎氯铵样品可包含40％的C12烷基链、50％的C14烷基链和10％的C16烷基链。这些可从许多来源商购获得，包括龙沙公司(Lonza)(Barquat MB-50)；在苯环上，苯扎卤铵被烷基取代。可商购的示例为得自龙沙公司(Lonza)的Barquat 4250；具有C8-C18烷基链长的二甲基二烷基卤化铵。混合链长可以是特别适用的，例如二辛基、二月桂基和双十八烷基的混合。示例性的化合物有可商购自龙沙公司的Bardac 2050、205M和2250；十六烷基吡啶鎓卤化物，诸如可以Cepacol Chloride得自梅里尔实验室(Merrell labs)的氯化十六烷基吡啶鎓；苯乙铵卤化物和烷基取代的苯乙铵卤化物，诸如可得自罗门哈斯公司(Rohm and Haas)的Hyamine 1622和Hyamine 10.times；奥替尼啶等。

在一个实施方案中，抗微生物溶液(例如，消毒剂)在3分钟内杀死包膜病毒(例如，疱疹病毒、流感、乙型肝炎)、无包膜病毒(例如，乳头瘤病毒、诺罗病毒、鼻病毒、轮状病毒)、DNA病毒(例如，痘病毒)、RNA病毒(例如，冠状病毒、诺罗病毒)、逆转录病毒(例如，HIV-1)、MRSA、VRE、KPC、不动杆菌属和其他病原体。该消毒剂水溶液可含有1:256稀释的消毒剂浓缩物，该消毒剂浓缩物含有被调节至pH1至3的苄基-C12-16-烷基二甲基氯化铵(8.9重量％)、辛基癸基二甲基氯化铵(6.67重量％)、二辛基二甲基氯化铵(2.67重量％)、表面活性剂(5％至10％)、乙醇(1重量％至3重量％)和螯合剂(7重量％至10重量％)。

术语“微生物”通常用于指任何原核或真核微生物体，包括但不限于细菌(例如，运动型或非运动型细菌、植物性或非活性细菌、革兰氏阳性细菌或革兰氏阴性细菌、浮游性或生活在生物膜中的细菌)、细菌孢子或内生孢子、藻类、真菌(例如，酵母、丝状真菌、真菌孢子)、支原体和原生动物以及它们的组合中的一种或多种。在一些情况下，特别关注的微生物是那些病原性微生物，术语“病原体”用于指任何病原性微生物。病原体的实施例可包括但不限于革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌两者、真菌和病毒，包括肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的成员或微球菌科(Micrococaceae)的成员或葡萄球菌属(Staphylococcus spp.)、链球菌属(Streptococcus,spp.)、假单胞菌属(Pseudomonasspp.)、不动杆菌属(Acinetobacter spp.)、肠球菌属(Enterococcus spp.)、沙门氏菌属(Salmonella spp.)、军团杆菌属(Legionella spp.)、志贺菌属(Shigella spp.)、耶尔森氏菌属(Yersinia spp.)、肠杆菌属(Enterobacter spp.)、埃希氏菌属(Escherichiaspp.)、芽孢杆菌属(Bacillus spp.)、李斯特氏菌属(Listeria spp.)、弯曲杆菌属(Campylobacter spp.)、不动杆菌属(Acinetobacter spp.)、弧菌属(Vibrio spp.)、梭菌属(Clostridium spp.)、克雷伯氏菌属(Klebsiella spp.)、变形杆菌属(Proteus spp.)、曲霉菌属(Aspergillus spp.)、假丝酵母属(Candida spp)和棒状杆菌属(Corynebacterium spp.)。病原体的特定示例可包括但不限于：大肠杆菌(Escherichiacoli)(包括肠出血性大肠杆菌(enterohemorrhagic E.coli)，例如，血清型O157:H7、O129:H11；铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)；蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)；炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)；肠炎沙门氏菌(Salmonella enteritidis)；鼠伤寒血清型肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)；单核细胞增多性李斯特菌(Listeriamonocytogenes)；肉毒梭状芽孢杆菌(Clostridium botulinum)；产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)；金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)；耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus)；耐碳青霉烯肠杆菌(carbapenem-resistant Enterobacteriaceae)，空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)；小肠结肠炎耶尔森菌(Yersinia enterocolitica)；创伤弧菌(Vibrio vulnificus)；艰难梭状芽孢杆菌(Clostridium difficile)；耐万古霉素肠球菌(vancomycin-resistantEnterococcus)；克雷白氏杆菌；奇异变形杆菌(Proteus mirabilus)和肠杆菌[阪崎肠杆菌](Enterobacter[Cronobacter]sakazakii)。

下面实例进一步说明了本发明的优点，但这些实例中列举的具体物质及其用量、其他条件和细节，不应当解释为是对本发明的不当限制。除非另外指明，否则所有的份数和百分比均按重量计。

实施例

材料

方法

扫描电子显微术-样品制备和成像

通过小心地将每个盘浸没在5％戊二醛溶液中30分钟来固定样品盘以用于扫描电子显微术(SEM)。这之后是按以下顺序执行的六个顺序盘浸没洗涤步骤(每个洗涤步骤的浸没时间30分钟)：1)PBS溶液；2)25％异丙醇水溶液；3)50％异丙醇水溶液；4)75％异丙醇水溶液；5-6)两次最终浸没在100％异丙醇溶液中洗涤。使用镊子将每个盘转移到96孔板中。使盘干燥48小时。然后使用双面胶带将盘单独地附接于SEM短插芯上，该盘的微结构化表面从短插芯向外。将导电银漆涂抹在每个样品的边缘，并使用Denton Vacuum Desk VSputter Coater(新泽西州莫里斯敦的丹顿真空公司(Denton Vacuum,Moorestown,NJ))和金靶将整个短插芯组件溅射涂布90秒。在溅射涂布之后，将短插芯移动到JEOL JCM-500NeoScope SEM仪器(马萨诸塞州皮博迪的美国捷欧路公司(JEOL USA Incorporated,Peabody,MA))用于成像。

培养基制备

将胰蛋白酶大豆肉汤(TSB，购自新泽西州的富兰克林湖的BD公司)溶解于去离子水中并根据制造商的说明书过滤灭菌。

将脑心浸液(BHI，购自BD公司)溶解于去离子水中并根据制造商的说明书过滤灭菌。

细菌培养

在胰蛋白酶大豆琼脂上由冷冻原液制备铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)(ATCC 15442)或金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)(ATCC 6538)的划线平板。将平板在37℃下温育过夜。将来自平板的单个菌落转移到10mL无菌TSB中。将培养物以250转/分钟的速度在37℃下振荡过夜。通过在TSB中以1:100的比例稀释培养物(约10⁹个菌落形成单位(cfu)/mL)来制备接种样品。

通过使用无菌血清移液管刮擦少量25％的变异链球菌(Streptococcus mutans)(ATCC 25175)甘油冷冻剂原液并将其转移到15mL锥形管中，使该微生物的过夜培养物生长。该管含有5mL BHI肉汤。在静态(非振荡)条件下，将管在37℃下维持12小时至16小时。通过在TSB中以1:100的比例稀释培养物(约10⁹个菌落形成单位(cfu)/mL)来制备接种样品。

用于制备微结构化膜的程序

由PHOTOMER 6210脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯低聚物(75份)、SR238 1,6-己二醇二丙烯酸酯(25份)和LUCIRIN TPO光引发剂(0.5％)制备UV可固化树脂。将组分在高速混合器中共混，在约70℃的烘箱中加热24小时，然后冷却至室温。使用铜按钮(直径为2英寸(5.08cm))作为制备线性棱柱膜的模板。将按钮和复合树脂在烘箱中在约70℃下加热15分钟。使用转移移液管将大约六滴加温的树脂施用到加温按钮的中心。将MELINEX 618PET支撑膜的一部分[3英寸×4英寸(7.62cm×10.16cm)、5密耳厚]放置在所施用的树脂上，然后放置玻璃板。将PET膜的打底胶表面定向成接触树脂。将玻璃板用手压保持在适当位置，直到树脂完全覆盖按钮的表面。小心地去除玻璃板。如果引入任何气泡，使用橡胶手压辊将其去除。

通过在氮气气氛下以15.2米/分钟(50英尺/分钟)的速率使样品2次通过UV处理器(具有两个Hg蒸气灯的型号QC 120233AN，购自伊利诺斯州平原镇的RPC Industries(RPCIndustries,Plainfield,IL))来用UV光固化样品。通过以90°角轻轻拉开，从铜模板中去除具有图3的阵列图案的固化的微结构化膜。使用手压辊将离型衬垫背衬粘合层(8密耳厚，以3M 8188光学透明粘合剂(Optically Clear Adhesive)购自3M公司(3M Corporation))施用到微结构化膜的背面(即，非微结构化表面)。制备的线性棱柱微结构化膜的特征报告于表1中。

表1.

根据与上文所述相同的程序制备比较实施例A膜，不同之处在于使用具有用于接触树脂的平滑表面的铜按钮代替图案化微结构化表面。这导致形成具有光滑表面的膜(即，没有图案化的微结构化表面的膜)。

样品盘制备

使用直径34mm的中空冲头从微结构化膜中切出单个盘。将单个盘放置在无菌6孔微孔板的每个孔中，并定向成使得盘的微结构化表面面向孔开口，并且离型衬垫面向孔底部。然后将板用异丙醇的雾喷涂以消毒样品并使其干燥。也由比较例A膜制备盘。

样品盘接种、温育和洗涤方法

将细菌培养物(上文所描述)的接种样品(4mL)添加到包括盘的6孔微孔板的每个孔中。将盖子放在6孔微孔板上，并将板包裹在PARAFILM M实验室膜(购自威斯康星州奥什科什的毕玛时公司(Bemis Company,Oshkosh,WI))中。将包裹的板插入含有湿纸巾的塑料袋中，并将该密封袋置于37℃的培养箱中。7小时后，将板从培养箱中取出，并且使用移液管从每个孔中去除液体培养基。将新鲜的无菌TSB(4mL)添加到每个孔中，并盖上板盖。将板重新包裹在PARAFILM M实验室膜中，密封在具有湿纸巾的袋中，并返回培养箱。17小时之后，将板从培养箱中取出。从每个孔中去除液体培养基(使用移液管)并用4mL无菌去离子水替换。去除水并用4mL份无菌去离子水再替换两次。从每个孔中去除最终的水部分，并且然后移除盘。将衬垫层从每个盘上剥离以暴露粘合剂背衬。使用中空冲头从每个盘切下较小的12.7mm直径的盘。分析盘中的一些盘(n＝3)上的菌落计数(cfu)，并对盘中的一些盘(n＝3)进行清洁程序步骤。

样品盘清洁程序A

将直径12.7mm的盘通过盘的粘合剂背衬附接到Elcometer型号1720磨损和洗涤能力测试仪(密歇根州沃伦的易高公司(Elcometer Incorporated,Warren,MI))的清洁通道。除非另有说明，否则将每个盘放置在测试仪中，使得盘表面中的微结构化通道以与清洁托架运动相同的方向定向。将非织造片材[选自SONTARA 8000或聚丙烯非织造片材(5.9微米纤维直径，40gsm)]的2英寸×5英寸(5.08cm×12.7cm)节段浸泡在含有TWEEN 20(0.05％)的去离子水溶液中，并且挤出过量的液体。将非织造片材固定在通用材料夹具工具(450g)周围，并且将工具附接到仪器的托架上。将仪器设置为以60个循环/分钟的速率与15个托架循环一起操作(总清洁时间＝15秒)。

样品盘清洁程序B

将直径12.7mm的盘通过盘的粘合剂背衬附接到Elcometer型号1720磨损和洗涤能力测试仪的清洁通道。除非另有说明，否则将每个盘放置在测试仪中，使得盘表面中的微结构化通道以与清洁托架运动相同的方向定向。通过增材制造制备工具，以将Acclean手动牙刷(平均刷毛直径约180微米，购自纽约州梅尔维尔的汉瑞祥公司(Henry ScheinIncorporated,Melville,NY))的头部保持在仪器的托架中。对齐牙刷头部和盘，使得盘的整个暴露表面被刷子的刷毛接触。在操作之前，将刷毛浸泡在水中。将仪器设置为以60个循环/分钟的速率与15个托架循环一起操作(总清洁时间＝15秒)。工具的重量为190g。

样品盘菌落计数方法B

在刷洗程序之后，将每个盘用1mL份的含有吐温20(0.05％)的PBS缓冲溶液洗涤五次。将每个洗涤的盘单独转移到单独的50mL锥形小瓶中，该小瓶含有吐温20(0.05％)的PBS缓冲溶液(10mL)。将每个管相继涡旋1分钟，使用Misonix Sonicator超声处理器XL(纽约州法明代尔的Misonix公司(Misonix Incorporated,Farmingdale,NY))超声处理30秒(2秒脉冲，在3级设置下脉冲之间间隔0.5秒)，然后涡旋1分钟。将来自每个管的溶液用Butterfield缓冲液连续稀释(约8次稀释)，以产生细菌浓度水平，该细菌浓度水平在3MPETRIFILM好氧计数板的计数范围内提供菌落形成单位(cfu)的计数。根据制造商的说明书将来自每个稀释样品的等分试样(1mL)铺板在单独的3MPETRIFILM好氧计数板上。将计数板密封在带两个BD GasPak EZ袋(购自BD公司)的气密厌氧箱中，并在37℃下温育24小时。在温育期后，使用3M PETRIFILM读板机对每个板上的cfu数量进行计数。使用计数值计算从盘回收的cfu总数。结果报告为针对3个盘测定的平均cfu计数。

使用相同的所述程序分析未经受刷洗程序的盘的菌落计数(cfu)。

实施例9

用铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)接种的实施例1、实施例2和比较例A的盘(12.7mm)如“样品盘接种、温育和洗涤方法”(如上所述)中所述制备。根据“样品盘清洁程序A”(如上所述)，使用SONTARA8000作为非织造片材清洁盘。根据“样品盘菌落计数方法A”(如上所述)分析经清洁的盘。表2中报告了平均log₁₀ cfu计数，以及经计算的通过清洁盘而实现的log₁₀ cfu减少。

清洁之前的盘的SEM图像示出了比较例A盘的表面上的大连续生物膜，而实施例1和实施例2的盘示出了微结构化盘表面上的分离的聚集体和小组细胞。在清洁程序之后，小块形式的生物膜聚集体覆盖比较例A盘的表面，而实施例1和实施例2的盘在微结构化盘表面上仅具有小组细胞和单个细胞。

表2.

实施例10

用铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)接种的实施例3至实施例8和比较例A的盘(12.7mm)如“样品盘接种、温育和洗涤方法”中所述制备。根据“样品盘清洁程序A”，使用SONTARA 8000作为非织造片材清洁盘。根据“样品盘菌落计数方法A”分析经清洁的盘。表3中报告了平均log₁₀ cfu计数，以及经计算的通过清洁盘而实现的log₁₀ cfu减少。

表3.

实施例11

用金黄色葡萄球菌(S.aureus)接种的实施例1、实施例2和比较例A的盘(12.7mm)如“样品盘接种、温育和洗涤方法”中所述制备。根据“样品盘清洁程序A”，使用SONTARA8000作为非织造片材清洁盘。根据“样品盘菌落计数方法A”分析经清洁的盘。表4中报告了平均log₁₀ cfu计数，以及经计算的通过清洁盘而实现的log₁₀ cfu减少。

清洁之前的盘的SEM图像示出了比较例A盘的表面上的大连续生物膜，而实施例1和实施例2的盘示出了表面上的分离的聚集体和小组细胞。对于实施例1和实施例2的盘，金黄色葡萄球菌(S.aureus)细胞主要在结构化表面的谷部分中。在清洁程序之后，小块形式的生物膜聚集体覆盖比较例A盘的表面，而实施例1和实施例2的盘在表面上仅具有小组细胞和单个细胞。

表4.

实施例12

用铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)接种的实施例1、实施例2和比较例A的盘(12.7mm)如“样品盘接种、温育和洗涤方法”中所述制备。根据“样品盘清洁程序A”，使用SONTARA 8000作为非织造片材清洁盘。唯一的例外是一半的盘在仪器中定向，使得盘表面中的微结构化通道以与清洁托架运动相同的方向定向，并且一半的盘在仪器中定向，使得盘表面中的微结构化通道在垂直于清洁托架运动的方向上定向。根据“样品盘菌落计数方法A”分析经清洁的盘。表5中报告了平均log₁₀ cfu计数，以及经计算的通过清洁盘而实现的log₁₀ cfu减少。

表5.

实施例13

用铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)接种的实施例1和比较例A的盘(12.7mm)如“样品盘接种、温育和洗涤方法”中所述制备。根据“样品盘清洁程序A”，使用聚丙烯非织造片材(5.9微米纤维直径，40gsm)清洁盘。根据“样品盘菌落计数方法A”分析经清洁的盘。表6中报告了平均log₁₀ cfu计数，以及经计算的通过清洁盘而实现的log₁₀cfu减少。

表6.

实施例14

用变异链球菌(S.mutans)接种的实施例1、实施例2和比较例A的盘(12.7mm)如“样品盘接种、温育和洗涤方法”中所述制备。根据“样品盘清洁程序B”清洁盘。根据“样品盘菌落计数方法B”分析经清洁的盘。表7中报告了平均log₁₀ cfu计数，以及经计算的通过清洁盘而实现的log₁₀ cfu减少。

清洁之前的盘的SEM图像示出了比较例A盘的表面上的大连续生物膜，而实施例1和实施例2的盘示出了主要在微结构化表面的峰顶部上生长的分离的细胞聚集体。在清洁程序之后，生物膜聚集体仍覆盖比较例A盘的表面的大部分，而实施例1和实施例2的盘在微结构化表面的顶部上仅生长小组细胞和单个细胞。

表7.

实施例15.用消毒剂溶液清洁样品盘

通过用无菌水稀释(1:256)3M消毒清洁剂RCT浓缩液40A(购自3M公司)来制备消毒剂清洁溶液。用铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)接种的实施例1、实施例2和比较例A的盘(12.7mm)如‘样品盘接种、温育和洗涤方法’中所述制备。去除离型衬垫层，并将每个盘附接到单独的50mL锥形小瓶的壁(即，每管一个盘)。为了确保在消毒剂清洁溶液中完全浸没盘，将盘尽可能接近地附接到管底部。将一个等分试样(4mL)的消毒剂清洁溶液添加到每个管中，并将管维持在室温下30秒或3分钟。立即添加Dey\Engley中和发酵液(36mL)，并且通过手动运动将封盖的管倒置3次以混合样品。将每个管依次涡旋30秒，使用Branson 2510超声波清洁浴进行超声处理30秒，并涡旋30秒。将来自每个管的溶液用Butterfield缓冲液连续稀释(约8次稀释)，以产生细菌浓度水平，该细菌浓度水平在3M PETRIFILM好氧计数板的计数范围内提供菌落形成单位(cfu)的计数。根据制造商的说明书将来自每个稀释样品的等分试样(1mL)铺板在单独的3MPETRIFILM好氧计数板上。将计数板在37℃下温育48小时。在24小时温育之后，使用3M PETRIFILM读板机对每个板上的cfu数进行计数。使用计数值计算从盘回收的cfu总数。

按照相同程序制备和分析对照盘，不同之处在于不用消毒剂清洁溶液处理盘。结果在表8中报告为与对照盘(n＝3)观察到的平均cfu计数相比的使用消毒剂时的平均log₁₀cfu减少。

表8.用消毒剂溶液的清洁效果

实施例16.

通过将丙烯酸异辛酯(450g，西格玛-奥德里奇公司)、丙烯酸(50g，马萨诸塞州黑弗里尔的阿法埃莎公司(Alfa Aesar,Haverhill,MA))和DAROCUR 1173光引发剂(0.15g)在透明玻璃广口瓶中组合和混合来制备丙烯酸压敏粘合剂(PSA)膜。将样品用氮气吹扫5分钟，并暴露于来自360nm的UV灯的低强度(0.3mW/cm²)UV照射，直到实现大约2000厘泊的粘度为止。使用具有LV心轴#63的Brookfield LVDV-II+Pro粘度计(马萨诸塞州米德尔伯勒的阿美特克-博勒飞公司(AMETEK Brookfield,Middleboro,Ma))在23℃和50s^-1的剪切速率下确定粘度测量结果。将IRGACURE-651光引发剂(1.125g)和二丙烯酸己二醇酯(2.7g，西格玛-奥德里奇公司)添加到广口瓶中，并将混合物混合24小时。使用具有设定间隙的刮刀涂布机将所得粘性聚合物溶液涂布在硅化聚酯离型衬垫(RF02N与RF22N，购自韩国首尔的爱思开哈斯公司(SKC Hass,Seoul,Korea))之间，以产生厚度为100微米的粘合剂涂层。使用总剂量为1200mJ/cm²的UVA辐射在350nm UV辐射下对该构造体进行辐射，以提供成品PSA膜。

将PSA膜施用到具有实施例1的微结构特征的线性棱柱膜片材的背表面(即非微结构化表面)(表1)。将所得层压膜切成测试条[1英寸×3英寸(2.54cm×7.62cm)]。使用手压辊将测试条施用到表面平坦玻璃和聚丙烯面板上。将面板在120℃下调理4小时，然后平衡至室温。用手从面板表面剥离测试条。在移除测试条之后，目视检查面板表面，并在任何面板表面上均未观察到来自测试条的残余物。这一PSA涂布的微结构化膜可以粘附到医疗诊断装置的表面，诸如听诊器的隔膜。

实施例17

金属工具与层压机一起使用以产生具有实施例3的尺寸的图3的线性棱柱膜。使用刷子将3M胶带底胶94(购自3M公司)的层施加到VIVAK PET-G片材的一侧上的中心区段(12cm×13cm)(30cm×30cm，片厚度＝2.1mm)。使底胶层在室温下干燥5分钟。以相同的方式施用第二层底胶，随后进行干燥。通过移液管将UV可固化树脂(上文所述)施加到工具，并且将PET-G盘放置在工具上方，其中该盘的打底漆表面面向工具并且该工具以片材为中心。使用层压机对盘进行层压，辊隙压力设定为50psig，速度设置为0.52英尺/分钟(0.16米/分钟)。通过在氮气气氛下以15.2米/分钟(50英尺/分钟)的速率使样品3次通过UV处理器(具有两个Hg蒸气灯的型号QC 120233AN，购自RPC Industries)来用UV光固化样品。

使用型号C22-S MAAC热成形机(伊利诺斯州卡罗尔湖的MAAC Machinery公司(MAAC Machinery,Carol Stream,IL))对所得的层压微结构化膜片材进行热成形。模板模型由并排放置的两个手动扳手组成。一个扳手是可调节的新月扳手(总长度110mm)，并且另一个扳手为7/16英寸的组合扳手(开口端和箱端)，总长度为125mm。将片材放置在保持器中，并且开始热成形循环，其中浸泡时间为100秒至110秒、55％顶部和底部加热器输出和30mm Hg真空。将该片材定向成使得该片材的微结构化区段与扳手模板对准，其中微结构化表面背向该扳手模板。在扳手上方的片材共形地以高保真度形成。将热成形塑料制品与模板分离，并且使用Keyence VK-X200系列激光显微镜(基恩士公司(Keyence Corporation))检查并测量该制品的微结构。这些微结构保持它们的形状和它们峰高度的标称60％。此实施例证明，热成形微结构化片材或膜可以用作制造医疗诊断装置的部件的方法，诸如超声探头帽。

实施例18

由PHOTOMER 6210脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯低聚物(75份)、SR238 1,6-己二醇二丙烯酸酯(25份)和LUCIRIN TPO光引发剂(0.5％)制备UV可固化树脂。将组分在高速混合器中共混，在约70℃的烘箱中加热24小时，然后冷却至室温。铜按钮用作用于制备立方角微结构化膜的模板。将按钮和复合树脂在烘箱中在约70℃下加热15分钟。使用移液管将经加热的树脂施加到加温按钮的中心。将比该按钮大的MELINEX 618PET支撑膜的区段(5密耳厚)放置在所施加的树脂上方，然后放置玻璃板。将PET膜的打底胶表面定向成接触树脂。将玻璃板用手压保持在适当位置，直到树脂完全覆盖按钮的表面。小心地去除玻璃板。如果引入任何气泡，使用橡胶手压辊将其去除。

通过在氮气气氛下以15.2米/分钟(50英尺/分钟)的速率使样品2次通过UV处理器(具有两个Hg蒸气灯的型号QC 120233AN，购自伊利诺斯州平原镇的RPC Industries(RPCIndustries,Plainfield,IL))来用UV光固化样品。通过以90°角轻轻拉开，从铜模板去除固化的微结构化膜。该微结构化表面具有倾斜的立方角结构阵列，诸如图4A所描绘的。参考对图4C的标引，单个立方角微结构的尺寸如下：70度/55度/55度(β1、2、3)的三角形基部；分别为60度、60度、89度的侧壁角度α2、α3、α1；63.3微米的峰高度；以及127微米和145微米的谷宽度。用作模板的铜按钮具有该微结构化表面的负型复制品。

实施例19

压缩模制用于制备具有线性棱柱微结构化表面的G-10环氧树脂层压制品的片材，其具有与实施例1所记录的相同的微结构化特征尺寸。具有微结构化表面的负型复制品的模具由使用M ESPE PARADIGM Heavy Body VPS印模材料(3M公司(3M Corporation))的母板制成。将模具(15.2cm×15.2cm)放置在纸板的平坦区段上。将两张G10环氧树脂纤维板的片材(12.7cm×12.7cm)堆叠并使其在模具上居中。将平坦的平滑有机硅片材(约1.27cm厚)被放置在覆环氧树脂片材的顶部上，并且将平坦的不锈钢板(约2.54cm厚)放置在有机硅片材的顶部上。将完成的堆叠放置在液压机的下压板上。将压力机的上压板和下压板在300℉(148.9℃)下加热，并将该堆叠放置在2500磅的压力(每平方英寸100磅的压力)下1小时，然后将这些压板冷却至70℉(21.1℃)，同时维持该堆叠上的压力。在冷却时，去除施加的压力。从模具和有机硅隔件剥离所得微结构化G-10环氧树脂片材。

实施例20

根据实施例19中记录的程序，使用压缩模制来制备具有立方角微结构化表面的G-10环氧树脂层压件的片材。具有实施例18中所述的微结构化表面的负型复制品的模具由使用3M ESPE PARADIGM Heavy Body VPS印模材料的母板制成。

实施例21

使用具有金属工具的压缩模制来制备具有立方角微结构化表面的G-10环氧树脂层压件的片材。

使用平行板电容耦接等离子体反应器，将含硅层施加到工具的微结构化表面，如WO2009/032815(David)中所述。该反应器的腔室具有表面区域为3.61ft²(0.10m³)的中心圆柱形通电电极。将微结构化工具放置在通电电极正下方的腔室的板上(工具与电极之间的标称距离为约4英寸(10.16cm)，并且对反应器腔室进行抽气，使基准压力小于1.3Pa(1mTorr)。将氧气以600SCCM(每分钟标准立方厘米)的流速引入到腔室中。通过以13.56MHz的频率和600瓦的施加功率将RF功率耦接到反应器中达60秒来进行处理。通过停止氧气流并以120SCCM的流速将HMDSO(六甲基二硅氧烷)蒸发和输送到系统中来实现在微结构上产生沉积的薄膜的第二步骤。使用等离子体增强式化学气相沉积(CVD)方法，通过以13.56MHz的频率和600瓦特的外加功率将RF功率耦接至反应器中达120秒来进行处理。在完成第二步骤后，除了HMDSO的120SCCM流速之外，还使第二行HMDSO对腔室开放。组合的流速导致腔室压力为4.1mTorr。通过将RF功率耦接到反应器中进行处理，频率为13.56MHz，应用功率为200瓦特，持续45秒。这些工艺条件提供了估计厚度小于200nm的剥离涂层。对于每个步骤，将rf功率施加到电极以在所述气流已稳经定之后产生等离子体。在完成等离子体处理后，停止供应RF功率和气体并且将腔室排空至大气压。

将金属工具(15.2cm×15.2cm)放置在纸板的平坦区段上。将两张G10环氧树脂纤维板的片材(12.7cm×12.7cm)堆叠并使其在模具上居中。将平坦的平滑有机硅片材(约1.27cm厚)被放置在覆环氧树脂片材的顶部上，并且将平坦的不锈钢板(2.54cm厚)放置在有机硅片材的顶部上。将完成的堆叠放置在液压机的下压板上。将压力机的上压板和下压板在300℉(148.9℃)下加热，并将该堆叠放置在2500磅的压力(每平方英寸100磅的压力)下1小时，然后将这些压板冷却至70℉(21.1℃)，同时维持该堆叠上的压力。在冷却时，去除施加的压力。从模具和有机硅隔件剥离所得微结构化G-10环氧树脂片材。该微结构化表面具有倾斜的立方角结构阵列，诸如图4A所描绘的。参考对图4C的标引，单个立方角微结构的尺寸如下：58度/58度/64度(β1、2、3)的三角形基部；分别为67度、67度、77度的侧壁角度；49.5微米的峰高度；和101.6微米和107.7微米的谷宽度。

比较例B

如实施例19中所述，使G-10环氧树脂层压件的平坦的平滑的片材经受相同的压缩模制过程，不同之处在于将微特征模具用第二平坦的平滑有机硅片材堆叠替换。这导致具有平滑表面(即，没有图案化的微结构化表面的膜)的环氧树脂片材的形成。

实施例22

根据实施例9中描述的程序制备、清洁和分析实施例19和比较实施例B的盘(12.7mm)。表9中报告了平均log₁₀ cfu计数，以及经计算的通过清洁盘而实现的log₁₀ cfu减少。

表9.

实施例23.微生物触摸转移的减少

根据制造商的说明制备胰酶大豆琼脂。在胰酶大豆琼脂上由冷冻原液制备铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)(ATCC 15442)或金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)(ATCC 6538)的划线平板，并且在37℃下温育过夜。使用来自板的两种菌落来接种9mL的无菌Butterfield缓冲液(3M公司(3M Corporation))。在600nm下读取光密度(吸光度)以确认读数为0.040±0.010。如果需要，将培养物调整为在该范围内。将培养物的一部分(1.5mL)添加到在50mL无菌锥形管中的45mL的Butterfield缓冲液，以制备接种溶液用于触摸转移实验。使用Butterfield缓冲液来制备接种溶液的系列稀释样品。将稀释样品铺板在3M PETRIFILM好氧计数板(3M公司(3M Corporation))上，并且根据制造商的说明进行评估，以确认每个实验中使用的细胞浓度。

制备实施例1、2、18、19和20的微结构化样品(50mm×50mm)并且使用双面胶带单独粘附到无菌100mm培养皿的内部底表面。每个培养皿含有单个样品，并附接到该样品，使得微结构化表面暴露。还测试了对应的比较实施例A和B的样品并充当对照样品。将比较实施例A的样品用作实施例1、2和18的微结构化样品的对照样品。将比较实施例B的样品用作实施例19和20的微结构化样品的对照样品。使用KIMWIPE擦拭物(得克萨斯州欧文的金佰利公司(Kimberly-Clark Corporation,Irving,TX))将每个微结构化和对照样品的暴露表面擦拭三次，该KIMWIPE擦拭物已用95％异丙醇溶液润湿。将样品在风扇开启的BioSafety机柜中风干15分钟。然后使用来自机柜中的UV光的照射将该样品灭菌30分钟。

将接种溶液(25mL的上述金黄色葡萄球菌(S.aureus)或铜绿假单胞菌(P.aeruginosa))倒入无菌培养皿(100mm)中。对于每个样品，沃特曼滤纸(2级，42.5mm直径；马萨诸塞马尔伯勒的通用电气医疗基团(GE Healthcare,Marborough,MA))的高压灭菌的圆盘使用经过火焰消毒的镊子夹住，并且浸入含有接种溶液的培养皿中持续5秒。去除纸并将其保持在盘上方25秒，以允许过量种菌从该纸排出。将经接种的纸盘放置在微结构化样品的顶部，并且将新的高压灭菌的Whatman滤纸片(2级，60mm×60mm)放置在经接种的纸盘上方。将无菌细胞涂布器压制在堆叠的顶部纸表面上，并且在垂直方向上跨表面移动两次。将该堆叠维持两分钟。然后使用无菌镊子从微结构化样品去除两片滤纸。使样品在室温下风干5分钟。通过将RODAC板(含卵磷脂和聚山梨醇80的胰酶大豆琼脂；来自赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific))使用均匀压力(约300g)均匀按压到膜样品上5秒钟评估细菌从每个样品的微结构化表面的触摸转移。将RODAC板在37℃下温育过夜。在温育期间，针对每个板计数菌落形成单位(cfu)。一式三份进行样品测试，并记录平均计数值。

将每个RODAC板的平均cfu计数转换为log₁₀比例。通过用微结构化样品获得的log₁₀计数值减去相应对照样品(具有光滑表面的样品)获得的log₁₀计数值，来确定触摸转移所带来的cfu计数的log₁₀减少。通过等式A来计算触摸转移的平均减少％(n＝3)，结果记录于表10中。

等式A：

表10.

实施例24.带微结构化隔膜的听诊器

用激光(CO₂激光)从实施例21中制备的微结构化G-10环氧树脂层压片材上切割出圆盘(直径174mm和厚度0.023mm)。然后将盘用柔性聚氨酯边缘插入模制，以形成用于3MLITTMANN心脏病学IV诊断听诊器(从3M公司获得)的成人隔膜部件。在模制过程中，定向微结构化盘，使得微结构化特征在隔膜的面向外部的表面上(即，在使用时隔膜的表面与受试者皮肤接触)。移除来自3M LITTMANN心脏病学IV诊断听诊器的原始成人隔膜并用微结构化成人隔膜代替。

比较例C.没有微结构化隔膜的听诊器

从比较例B中制备的G-10环氧树脂层压片材上激光切割出圆形盘(直径174mm，厚0.023mm)，然后用柔性聚氨酯边缘插入成型，以形成3M LITTMANN心脏病学IV诊断听诊器的成人隔膜。从3MLITTMANN心脏病学IV诊断听诊器上移除原始成人隔膜，用G-10环氧树脂层压隔膜代替。

实施例25.听诊器声学测试设备和程序

听诊器的声学性能可以用其对宽带或粉红噪声源的频率响应来描述，该噪声源以模拟人体躯干的方式耦接到胸件。美国专利第10,398,406号的图10中描述了用于表征听诊器声学性能的测试设备。该设备包括：Brüel&

头部和躯干模拟器(HATS)4128C型，带4159C左耳模拟器、4158C右耳模拟器和校准的左右耳廓(乔治亚杜鲁斯的Brüel&

North America(Brüel&

North America,Duluth,GA))。声源是一个封闭在圆柱形测深室中的扬声器，顶部有一个87mm的开口，由硅凝胶垫填充，尺寸为130mm直径x30mm厚。硅胶垫用于模拟人体皮肤/肉，由ECOLFEX 00-10超软邵氏00-10铂金硅橡胶化合物(伊利诺伊乡村Reynolds Advanced Materials(Reynolds Advanced Materials,Countryside,IL))制成。对根据实施例24制备的听诊器和没有改变膜片的商用3M LITTMANN心脏病学IV诊断听诊器(比较例)进行了测试。使用成人尺寸隔膜，将听诊器胸件放置在凝胶垫上。在胸件的顶部施加了100g的重量，以模拟轻力。听诊器的耳塞被插入头部模拟器的耳朵里。耳机耦合器中的麦克风以相当于人耳的方式检测听诊器的声音，位于扬声器上方的参考麦克风为传递函数频率响应提供了归一化信号。转移函数被定义为

其中S_xy(f)是HATS耳朵和参考麦克风之间的交叉频谱并且S_xx(f)是参考麦克风的自频谱。

声音是由Brüel&Kjaer(B&K)LAN-XI声学测试系统产生、记录和表征，该系统由使用B&K PULSE软件的PC操作。音频放大器被用来用LAN-XI系统产生的声音驱动扬声器。带有扬声器的测深筒被放置在60cm×90cm的ISOSTATION振动隔离工作站上(加利福尼亚欧文的Newport公司(Newport Corporation,Irvine,CA))。在20赫兹至2,000赫兹的频率范围内，为每个听诊器生成传递函数频率响应(Y轴为分贝/1帕斯卡/帕斯卡)曲线。

图13显示了使用实施例24的听诊器和市售的LITTMANN心脏病学IV诊断听诊器(比较例)产生的单个传递函数频率响应曲线。响应曲线在整个频率范围内大致相同，因此这些听诊器在用于听诊时不会有可察觉的差异。

实施例26.

使用刷子将3M胶带底胶94(购自3M公司)的层施用到DURAN PET-G盘的一侧上的整个表面上(盘直径＝125mm，盘厚度＝0.75mm)。使底胶层在室温下干燥5分钟。

将金属工具与层压机一起使用以产生具有立方角特征的微结构化表面。通过移液管将UV可固化树脂(上文所述)施加到工具上。将经涂布的工具放置在真空烘箱中，并且使该烘箱中的压力缓慢下降至635mm Hg。一旦达到该真空，就允许压力升高回大气压。将PET-G盘放置在工具上，其中盘的打底漆表面面向该工具。使用层压机对盘进行层压，辊隙压力设定为50psig，速度设置为0.52英尺/分钟(0.16米/分钟)。通过在氮气气氛下以15.2米/分钟(50英尺/分钟)的速率使样品3次通过UV处理器(具有两个Hg蒸气灯的型号QC 120233AN，购自RPC Industries)来用UV光固化样品。小心地从工具去除该盘。该微结构化表面具有倾斜的立方角结构阵列，诸如图4A所描绘的。参考对图4C的标引，单个立方角微结构的尺寸如下：70度/55度/55度(β1、2、3)的三角形基部；分别为60度、60度、89度的侧壁角度α2、3、α1；63.5微米的峰高度；和127微米和178微米的谷宽度。该金属工具具有微结构化表面的负型复制品。

使用BIOSTAR VI压力模制机(Scheu-Dental GmbH)将层压的微结构化盘形成为牙齿矫正器制品。将微结构化盘加热30秒，然后在刚性聚合物上方拉动。将膜定向成使得微结构化表面接触模型。将膜后面的模制机的腔室在冷却下加压到90psi，持续30秒，并且然后将腔室排空以返回到环境压力。从机器中去除具有热成型膜的模型，并且使用声波切割器(型号NE80，日本鹿沼市的Nakanishi Incorporated(Nakanishi Incorporated,KanumaCity,Japan))修整过量的膜。将成品的热成形三维壳与该模型分离。使用Keyence VK-X200系列激光显微镜(伊利诺斯州伊塔斯加的基恩士公司(Keyence Corporation,Itasca,IL))检查并测量形成的三维壳的微结构。这些立方角微结构保持它们的形状和它们峰高度的标称80％。此实施例证明，热成形立方角微结构化片材或膜可以被用作制造医疗诊断装置的部件的方法，诸如超声探头帽。

比较例D.方波微结构化膜

使用金刚石(29.0微米的尖端宽度，3°的夹角，87微米的深度)来切割具有多个平行线性沟槽的工具。这些沟槽以59.1微米的节距间隔开。通过混合下表11中的材料来制备树脂A。

表11.树脂A的组成

使用上文所述树脂A和工具进行“浇铸和固化”微复制过程。线条件为树脂温度150℉(65.5℃)，模具温度150℉(65.5℃)、涂布机IR 120℉(48.9℃)边缘/130℉(54.4℃)中心，工具温度100℉(37.8℃)和线速度70fpm。使用峰值波长为385nm的Fusion D灯(购自马里兰州盖瑟斯堡的福深紫外线系统公司(Fusion UV Systems,Gaithersburg,MD))进行固化，并在100％功率下操作。所得微结构化膜包括由通道隔开的多个壁，如图2所示。基底层是厚度为3密耳(76.2微米)的PET膜(3M公司(3M Corporation))。PET膜的接触树脂的一侧用热固性丙烯酸类聚合物(Rhoplex 3208，购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemical,Midland,MI))打底漆。固化树脂的基体层的厚度为8微米。参考图2，所得微结构化膜表面的尺寸如下：84.1微米的壁高度(H)、0.4度的侧壁角、59.1微米的节距、28.5微米的壁顶表面的宽度和30.6微米的最大谷宽度。

根据实施例9中描述的程序制备、清洁和分析比较实施例D和比较实施例A的盘(12.7mm)。表12中报告了平均log₁₀ cfu计数，以及经计算的通过清洁盘而实现的log₁₀ cfu减少。

表12.

比较例E和比较例F.方波微结构化膜

遵循比较实施例D中描述的程序以生产具有不同尺寸的两种方波微结构化膜。比较实施例E的微结构化膜具有以下表面尺寸：89.5微米的壁高度(H)、1.4度的侧壁角、62.3微米的节距、28.8微米的壁顶表面的宽度和33.3微米的最大谷宽度。比较实施例F的微结构化膜具有以下表面尺寸：45微米的壁高度(H)、0.48度的侧壁角、30微米的节距、15微米的壁顶表面的宽度和15微米的最大谷宽度。

根据实施例23中所述的程序评估微结构化膜的样品以用于微生物触摸转移的减少(使用金黄色葡萄球菌(S.aureus))。针对比较实施例E的微结构化膜的微生物触摸转移中的平均减少百分比为25％至37％。与对应的对照样品相比，比较实施例F的微结构化膜示出了微生物触摸转移的平均10％增加。

实施例27.液体消毒剂的表面覆盖率

将实施例1、实施例20和比较实施例A的微结构化膜的样品(7.6cm×20.3cm条)粘附附接到Elcometer型号1720磨损和洗涤能力测试仪的易高公司(ElcometerIncorporated)的清洁通道。另外，根据实施例20制备的立方角微结构化膜(实施例27a)，其中单个立方角微结构的尺寸如下：60度/60度/60度的三角形基部(β1、2、3)；45度、45度、45度的侧壁角度α2、α3、α1；9微米的峰高度；和27.7微米和27.7微米的谷宽度。实施例27a的对应样品条也附接到仪器的清洁通道。每个清洁通道包含单个测试样品。对于微结构化样品，将微结构化表面暴露于附接到清洁通道的相对非微结构化表面。对于实施例1的微结构化表面，将一些样品放置在该仪器中，使得膜表面中的微结构化通道以与托架运动相同的方向(平行方向)定向，同时将其他样品放置在该仪器中，使得膜表面中的微结构化通道在垂直于托架运动的方向上定向。

在测试中使用两种不同的润湿擦拭物。第一润湿擦拭物是浸泡在含有0.025％晶体紫染料的异丙醇(70％)水溶液(购自西马格奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Company))中的SONTARA 8000非织造物(5.1cm×12.7cm)。第二润湿擦拭物是浸泡在含有0.025％晶体紫染料的异丙醇(70％)溶液中的纸巾(购自得克萨斯州欧文的金佰利公司(Kimberly-ClarkCorporation,Irving,TX)的WypALL L30通用擦拭物的5.1cm×12.7cm区段)。通过手动从每个擦拭物挤压液体来从所有擦拭物去除过量液体。将每个润湿擦拭物固定在通用材料夹具工具(450g)周围，并且将该工具附接到仪器的托架上。将仪器设置为以60个循环/分钟的速率与15个托架循环一起操作(总时间＝15秒)。

在完成测试后的1分钟和3分钟，拍摄每个样品的表面的图像，以确定样品表面上染料的覆盖率。将彩色图像转换为8位，并且分析每个图像的三个随机选择的200×200像素区域。设置阈值并且使用开源图像处理软件ImageJ(马里兰贝塞斯达的NIH(NIH,Bethesda,MD)；https://imagej.nih.gov/ij/)测量被染料覆盖的表面区域百分比。结果在表13和14中被记录为被染料覆盖的测试样品表面的百分比，其中100％表示染料完全覆盖该测试样品表面。报告值是根据三个分析区域计算的平均值。

表13.

表14.

实施例28.液体消毒剂的表面覆盖率

遵循实施例27中记录的相同程序，不同之处在于使用不同的消毒剂溶液来制备润湿擦拭物。消毒剂溶液是由含有0.025％晶体紫染料的3M消毒剂清洁剂RCT浓缩物40A(基于季铵的清洁剂)构成的稀释水溶液(1:256)。第一润湿擦拭物是浸泡在消毒剂溶液中的SONTARA8000非织造物(5.1cm×12.7cm)。第二润湿擦拭物是浸泡在消毒剂溶液中的纸巾(WypALL L30通用擦拭物的5.1cm×12.7cm区段)。通过手动从每个擦拭物挤压液体来从所有擦拭物去除过量液体。结果记录于表15和表16中。

表15.

表16.

实施例29

根据针对实施例1描述的程序制备具有不同尺寸的三种不同线性棱柱微结构化膜。三种膜的尺度记录于表17。根据实施例9中描述的程序评估三种膜的样品以及实施例1和比较实施例A的样品。所有微结构化膜示出的log₁₀ cfu计数减少比针对比较实施例A观察到的多约1.5log。

表17.

实施例30

用铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)接种的实施例1、实施例2和比较实施例A的盘(12.7mm)如“样品盘接种、温育和用最终干燥步骤修改的洗涤方法(上文所述)”方法中所述被制备。根据“样品盘清洁程序A”(如上所述)，使用SONTARA 8000作为非织造片材清洁盘。根据“样品盘菌落计数方法A”(如上所述)分析经清洁的盘。表18中报告了平均log₁₀ cfu计数，以及经计算的通过清洁盘而实现的log₁₀ cfu减少。

表18.

Claims (34)

1.一种医疗诊断装置或其部件，所述医疗诊断装置或其部件包括微结构化表面，所述微结构化表面包括峰结构和相邻的谷，其中所述谷具有范围为1微米至1000微米的最大宽度。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述医疗诊断装置的所述微结构化表面在所述装置的正常使用期间与多个患者接触。

3.根据权利要求1至2所述的装置，其中所述医疗诊断装置的所述微结构化表面在所述装置的使用期间与患者直接皮肤接触。

4.根据权利要求1至3所述的装置，其中所述医疗诊断装置的传感器包括所述微结构化表面。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述传感器具有声学诊断特性，所述声学诊断特性与缺少所述微结构化表面的同等医疗诊断装置或其部件的声学诊断特性基本上相等。

6.根据权利要求1至5所述的装置，其中所述传感器为听诊器隔膜。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述听诊器隔膜在20赫兹至2000赫兹的频率范围内具有传递函数频率响应曲线，所述传递函数频率响应曲线与缺少所述微结构化表面的同等隔膜的传递函数频率响应曲线基本上相等。

8.根据权利要求6至7所述的装置，其中听诊器的管道和/或耳塞还包括所述微结构化表面。

9.根据权利要求1至8所述的装置，其中所述微结构化表面与所述医疗诊断装置或其部件一体化。

10.根据权利要求1至9所述的装置，其中所述微结构化表面设置在膜上，并且所述膜结合到所述医疗诊断装置或其部件。

11.根据权利要求1至10所述的装置，其中所述微结构化表面提供至少25％、30％、35％、40％、45％、50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％的微生物触摸转移的减少。

12.根据权利要求1至11所述的装置，其中所述微结构化表面的所述峰结构的侧壁角大于10度。

13.根据权利要求1至12所述的装置，其中小面在相同方向上形成连续或半连续表面。

14.根据权利要求1至13所述的装置，其中所述谷缺少相交壁。

15.根据权利要求1至14所述的装置，其中所述微结构化表面不含平行于平面基底层的平坦表面区域。

16.根据权利要求1至15所述的装置，其中所述峰结构和/或谷被截短，使得所述微结构化表面包括少于50％、40％、30％、20％或10％的平行于平面基底层的平坦表面区域。

17.根据权利要求1至16所述的装置，其中所述微结构化表面在清洁后提供至少2、3、4、5、6、7或8的微生物(例如，细菌)的log10减少。

18.根据权利要求1至17所述的装置，其中所述微结构化表面在清洁后具有小于6、5、4或3的微生物的回收菌落形成单位的平均log10。

19.根据权利要求1至18所述的装置，其中所述峰结构包括两个或更多个小面。

20.根据权利要求1至19所述的装置，其中相邻的峰结构在至少一个方向上接近平面基底层而连接。

21.根据权利要求20所述的装置，其中所述微结构化表面包括线性棱柱阵列或立方角元件阵列。

22.根据权利要求1至21所述的装置，其中所述谷具有10微米至250微米的最大宽度。

23.根据权利要求1至22所述的装置，其中所述峰结构具有尖锐的、圆化的或截短的顶。

24.根据权利要求1至23所述的装置，其中所述峰结构的顶角在20度至120度的范围内。

25.根据权利要求1至24所述的装置，其中所述峰结构包括热塑性或固化的可聚合树脂。

26.根据权利要求25所述的装置，其中所述固化的可聚合树脂是固化的环氧树脂。

27.一种制造声学医疗诊断装置的部件的方法，包括

提供包括模制表面的工具，其中所述模制表面是包括峰结构和相邻的谷的微结构化表面的负型复制品，其中所述谷具有范围为10微米至250微米的最大宽度；以及

用所述工具来模制环氧树脂材料。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述模制的步骤包括加热和压缩模制可固化环氧树脂的片材。

29.根据权利要求27至28所述的方法，其中所述微结构化表面进一步根据权利要求11至22所述进行表征。

30.根据权利要求17至18所述的装置，其中所述微生物(例如，细菌)在清洁之前是湿的或干燥的。

31.根据前述权利要求所述的装置或方法，其中在将清洁溶液施加到所述微结构化表面之后1分钟至3分钟，至少50％、60％、70％、80％、90％的所述微结构化表面包括所述清洁溶液。

32.根据前述权利要求所述的装置或方法，其中所述微结构化表面的Sbi/Svi大于3并且小于90。

33.根据前述权利要求所述的装置或方法，其中所述微生物是噬菌体。

34.根据前述权利要求所述的装置或方法，其中所述微结构化表面不包括氟化或聚二甲基硅氧烷材料。

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