TWI757039B

TWI757039B - 用於製造多孔微結構的方法

Info

Publication number: TWI757039B
Application number: TW110100498A
Authority: TW
Inventors: 王斯瑜; 陳暉; 林鵬; 許銘賢
Original assignee: 台灣創新材料股份有限公司
Priority date: 2021-01-06
Filing date: 2021-01-06
Publication date: 2022-03-01
Also published as: JP2022106274A; JP7049021B1; TW202227510A; EP4026870B1; EP4026870A1

Abstract

本發明關於應用高内相乳液模板技術來製備多孔微結構的方法。本發明涉及在將不相混溶的兩相加以乳化而得到乳液後，使乳液接受外力沈降，例如將乳液施以離心，以提高乳液中分散相相對於連續相的體積比，而得到一高內相乳液，再將高內相乳液中的連續相加以固化，藉此提高所製造出來的多孔微結構的孔隙率。

Description

用於製造多孔微結構的方法

本發明關於用於製造多孔微結構的方法，大致上關於應用高内相乳液（high internal phase emulsion；HIPE）模板技術來製備多孔微結構。

高内相乳液模版技術（HIPE Templating）是一種新興的多孔聚合物材料製造技術。所謂高內相乳液是指乳液中由乳化微滴分散於外相所構成的內相（或稱分散相），其體積比超過74.05%，亦即超過均質微球在乳液中所能夠佔有的最大空間。使高內相乳液的外相（或稱連續相）發生聚合反應後再去除內相，即可獲得具有高孔隙率且孔隙相互連接的高內相乳液聚合物（polyHIPE）。藉由高内相乳液模版技術所獲得的多孔材料具有極大的比表面積，適合做為物質分離基質、供組織工程用之細胞培養支架、供用於固定酵素之吸附材料等。高内相乳液模版技術具有容易製備、容易調整孔洞尺寸、容易導入量產等優點。尤其是，就作為細胞培養支架的用途而言，具有高孔隙率的多孔材料有利於細胞滲透進入其結構內部，使得細胞得以被多孔材料保護而免於遭受搖瓶培養時產生的剪切力所傷害。就作為物質分離基質的用途而言，高孔隙率也有利於克服傳質速率低下和背壓過高的問題。

然而，多孔微結構的高孔隙率可能會帶來其機械強度下降的缺點。因此，相關技術領域對於能夠提高多孔微結構的孔隙率但不致實質降低其機械強度的製造方法，仍然存在有高度的需求。

本發明涉及在將不相混溶的兩相加以乳化而得到乳液後，使乳液接受外力沈降，例如將乳液施以離心，以提高乳液中分散相相對於連續相的體積比，而得到一高內相乳液，再將高內相乳液中的連續相加以固化，藉此提高所製造出來的多孔微結構的孔隙率。

因此，本發明係提供一種用於製造多孔微結構的方法，其包含下列步驟：在一聚合起始劑和一乳化安定劑的存在下，將一包含至少一種單體和一交聯劑的連續相組成物，與一包含一溶劑和一電解質的分散相組成物加以乳化，以得到一包含有一連續相和一被分散於該連續相內的分散相的乳液；使所述乳液接受外力沈降，以增進該乳液中該分散相相對於該連續相的體積比，藉此得到一高內相乳液；以及固化該高內相乳液中的連續相，而獲得該多孔微結構。

在較佳的具體例中，該分散相在該高內相乳液中所佔有的體積百分比為至少74.05% (v/v)。

在較佳的具體例中，該外力沈降包含將所述乳液加以離心以及移除與該分散相分離的多餘連續相。在更佳的具體例中，本案方法在外力沈降步驟之前另包含預聚合化該至少一種單體及該交聯劑，使該至少一種單體及該交聯劑的一部分發生聚合反應，以使得該乳液的黏度增加，但仍保留該乳液的流動性。

在較佳的具體例中，該至少一種單體選自於由烯屬不飽和單體和炔屬不飽和單體所組成的群組。在更佳的具體例中，該至少一種單體選自於由丙烯酸及其酯類、甲基丙烯酸及其酯類、丙烯醯胺類、甲基丙烯醯胺類、苯乙烯及其衍生物、矽烷類、吡咯類、二乙烯基苯、4-乙烯基苯甲基氯、乙烯基吡啶，以及彼等之組合所組成的群組。

在一較佳的具體例中，該交聯劑選自於由二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA）、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯（PEGDMA）、二丙烯酸乙二醇酯（EGDA）、二丙烯酸三乙二醇酯（TriEGDA）和二乙烯基苯（DVB）所組成之群組的油溶性交聯劑。在另一較佳的具體例中，該交聯劑選自於由N,N-二烯丙基丙烯醯胺和N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺（MBAA）所組成之群組的水溶性交聯劑。

在較佳的具體例中，該乳化安定劑選自於非離子界面活性劑。在更佳的具體例中，該乳化安定劑選自於由聚氧乙烯化烷酚類、聚氧乙烯化直鏈烷醇類、聚氧乙烯化聚丙二醇類、聚氧乙烯化硫醇類、長鏈羧酸酯類、鏈烷醇胺縮合物、四級炔屬二醇類、聚氧乙烯聚矽氧烷類、N-烷基吡咯烷酮類、含氟碳化物液體和烷基聚糖苷所組成之群組。在又更佳的具體例中，該乳化安定劑選自於由失水山梨醇單月桂酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯、單油酸甘油酯、聚乙二醇200雙油酸酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、蓖麻油、單蓖麻油酸甘油酯、二硬脂基二甲基氯化銨，以及二油基二甲基氯化銨所組成之群組。

在較佳的具體例中，該促進劑選自於由N,N,N’,N’-四甲基乙二胺（TEMED）、N,N,N’,N”,N”-五甲基二亞乙基三胺（PMDTA）、三（2-二甲基胺基)乙胺、1,1,4,7,10,10-六甲基三亞乙基四胺、1,4,8,11-四甲基-1,4,8,11-四氮雜環十四烷所組成的群組。在更佳的具體例中，該促進劑選自於N,N,N’,N’-四甲基乙二胺（TEMED）。

在較佳的具體例中，該分散相組成物另包含一電解質。

除非另行說明，否則本說明書和各請求項中所使用的下列用語具有下文給予的定義。請注意，本案說明書和各請求項中所使用的單數形用語“一”意欲涵蓋在一個以及一個以上的所載事項，例如至少一個、至少二個或至少三個，而非意味著僅僅具有單一個所載事項。此外，本案各請求項中使用的“包含”、“具有”等開放式連接詞是表示請求項中所記載的元件或成分的組合中，不排除請求項未載明的其他元件或成分。亦應注意到用語“或”在意義上一般也包括“及/或”，除非內容另有清楚表明。本申請說明書和申請專利範圍中所使用的用語“約”和“實質”，是用以修飾任何可些微變化的誤差，但這種些微變化並不會改變本發明的本質。

本發明提供一種用於製造多孔微結構的方法。在圖1所顯示的具體例中，本案方法包含：將一連續相組成物和一分散相組成物加以乳化，以得到一乳液；使該乳液接受外力沈降，以得到一高內相乳液；以及固化該高內相乳液，以獲得該多孔微結構等步驟。

本發明所使用的術語“高内相乳液”或簡稱為“HIPE”意指一種由一連續相（或稱外相）以及一與該連續相不相混溶的分散相（或稱內相）所組成的乳液，較佳為油包水乳液或水包油乳液，其中該分散相在該乳液中所佔有的體積百分比為超過74.05% (v/v)，亦即超過均質球體於最密堆積時所能夠佔有的最大空間比例，甚至可高達75-90% (v/v)。本發明所稱“連續相”是指由同一組成物所構成之相互連接的一相，而“分散相”是由分佈於前述連續相中的許多相互隔離的組成物單元共同構成的一相，分散相中的每一隔離單元都被連續相包圍。依據本發明，連續相通常是發生聚合反應的相，其可以包含至少一種單體和交聯劑，且選擇性含有起始劑和乳化安定劑，而分散相則可以包括溶劑和電解質。

所述至少一種單體意欲涵蓋任何可透過聚合反應而形成高分子的單體（monomers）和寡聚體（oligomers）。在較佳的具體例中，所述至少一種單體包含至少一種適於進行自由基聚合反應的烯屬不飽和單體（ethylenically unsaturated monomer）或炔屬不飽和單體（acetylenically unsaturated monomer），意即在分子中具有碳-碳雙鍵或參鍵的有機單體，其包括但不限於丙烯酸及其酯類，例如丙烯酸羥乙酯；甲基丙烯酸及其酯類，例如甲基丙烯酸甘油酯（GMA）、甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）；丙烯醯胺類；甲基丙烯醯胺類；苯乙烯及其衍生物，例如氯甲基苯乙烯、二乙烯基苯（DVB）、苯乙烯磺酸鹽；矽烷類，例如二氯二甲基矽烷；吡咯類；乙烯基吡啶，以及彼等之組合。

本案所使用的術語“交聯劑”意指在前述至少一種單體經過聚合所形成的聚合物主鏈之間形成化學性橋接的試劑。在較佳的具體例中，“交聯劑”可以是一種交聯單體，其可以與前述至少一種單體共溶於連續相中，通常具有多個官能基，以便在前述至少一種單體經聚合而成的聚合物主鏈之間形成共價鍵結。適用的交聯劑為本發明所屬技術領域所熟知，而且可以視前述至少一種單體的類型來選用，其包括但不限於油溶性交聯劑，例如二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA）、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯（PEGDMA）、二丙烯酸乙二醇酯（EGDA）、二丙烯酸三乙二醇酯（TriEGDA）、二乙烯基苯（DVB）；以及水溶性交聯劑，例如N,N-二烯丙基丙烯醯胺、N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺（MBAA）。如本發明所屬技術領域中具有通常知識者所知悉，交聯劑的用量與所製成的多孔微結構的機械強度成正相關，亦即交聯程度愈高，多孔微結構的機械強度就愈高。較佳為交聯劑在連續相中佔有約5至50重量%的含量，例如佔有約5至25重量%的含量。

除了單體和交聯劑以外，連續相還可以選擇性地包含其他物質，以改變所製成的多孔微結構的物理及/或化學性質。這些物質的實例包括但不限於磁性金屬微粒，例如Fe ₃O ₄微粒；多醣類，例如纖維素、環糊精（dextrans）、瓊脂糖、洋菜膠、藻酸鹽；無機材料，例如氧化矽；以及石墨烯。舉例而言，添加Fe ₃O ₄微粒可以增進多孔微結構的機械強度，並且賦予其鐵磁性。

本案所使用的術語“乳化安定劑”意指一種界面活性劑，其適用於安定高内相乳液，避免乳液中被連續相所隔離的分散相單元彼此合併。乳化安定劑可以在調製乳液前添加於連續相組成物或分散相組成物中。適用於本發明的乳化安定劑可以是非離子界面活性劑，或是陰離子或陽離子界面活性劑。在高内相乳液為油包水乳液的具體例中，乳化安定劑較佳為具有3至14的親水親油平衡值（hydrophilic-lipophilic balance；縮寫為HLB），更佳為具有4至6的HLB值。在較佳的具體例中，本發明使用非離子界面活性劑做為乳化安定劑，適用的類型包括但不限於聚氧乙烯化烷酚類、聚氧乙烯化直鏈烷醇類、聚氧乙烯化聚丙二醇類、聚氧乙烯化硫醇類、長鏈羧酸酯類、鏈烷醇胺縮合物、四級炔屬二醇類、聚氧乙烯聚矽氧烷類、N-烷基吡咯烷酮類、含氟碳化物液體，以及烷基聚糖苷。乳化安定劑的特定實例包括但不限於失水山梨醇單月桂酸酯（商品名Span ^®20）、失水山梨醇三硬脂酸酯（商品名Span ^®65）、失水山梨醇單油酸酯（商品名Span ^®80）、單油酸甘油酯、聚乙二醇200雙油酸酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物（例如Pluronic ^®F-68、Pluronic ^®F-127、Pluronic ^®L-121、Pluronic ^®P-123）、蓖麻油、單蓖麻油酸甘油酯、二硬脂基二甲基氯化銨，以及二油基二甲基氯化銨。

“起始劑”意指能夠引發前述至少一種單體及/或交聯劑發生聚合反應及/或交聯反應的試劑。較佳為本發明所使用的起始劑為熱起始劑，亦即受熱後能夠引發前述聚合反應及/或交聯反應的起始劑。起始劑可以在調製高内相乳液前添加於連續相組成物或是分散相組成物中。依據本發明，適合添加於連續相組成物的起始劑包括但不限於偶氮二異丁腈（ AIBN ）、偶氮二異庚腈（ABVN）、偶氮二異戊腈、2,2-二[4,4-二(叔丁基過氧基)環己基]丙烷，和過氧苯甲醯（BPO），而適合添加於分散相組成物的起始劑包括但不限於過硫酸鹽，例如過硫酸銨和過硫酸鉀。本案高内相乳液也可以另包含藉由紫外光或可見光活化的光起始劑，來引發前述聚合反應及/或交聯反應，甚至可以光起始劑來取代前述熱起始劑。

分散相主要包含溶劑。所述溶劑可以是任何與該連續相不相混溶的液體。在連續相具有高疏水性的具體例中，所述溶劑包括但不限於水、氟碳化物液體（fluorocarbon liquids）和其他與連續相不相混溶的有機溶劑。較佳為所述溶劑是水。在此例中，分散相可以另包含一電解質，其在溶劑中可以實質解離出自由離子，包括可溶解於該溶劑的鹽、酸和鹼。較佳為該電解質包含鹼金屬的硫酸鹽，例如硫酸鉀，以及鹼金屬和鹼土金屬的氯鹽，例如氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂。在連續相具有高親水性的具體例中，所述溶劑可以選自於環己烷、己烷、庚烷和辛烷。分散相還可以包含一或多種其他溶質，如醣類、蛋白質、胺基酸、醇類、酚類等水溶性非離子溶質。

本案高内相乳液可以添加聚合反應促進劑。“促進劑”意指能夠加速前述至少一種單體及/或交聯劑發生聚合反應及/或交聯反應的試劑。促進劑的典型實例包括但不限於N,N,N’,N’-四甲基乙二胺（TEMED）、N,N,N’,N”,N”-五甲基二亞乙基三胺（PMDTA）、三（2-二甲基胺基)乙胺、1,1,4,7,10,10-六甲基三亞乙基四胺、1,4,8,11-四甲基-1,4,8,11-四氮雜環十四烷，其促使過硫酸銨等起始劑分解成為自由基，從而加速前述聚合反應及/或交聯反應。促進劑的用量較佳為起始劑之用量的10-100莫耳%。

透過乳化作用來獲得乳液的過程為相關技術領域中具有通常知識者所熟悉，一般涉及先將單體和交聯劑等成份均勻混合而成連續相組成物，並且將溶劑和電解質等成份均勻混合而成分散相組成物。隨後將預定比例的連續相組成物和分散相組成物加以混合，例如將連續相組成物和分散相組成物以5：95至40：60的體積比加以混合，並且施以擾動，使分散相均勻分散於連續相中。在一具體例中，可以將分散相組成物緩慢地逐滴加入於連續相組成物中，同時施以劇烈擾動而製成乳液。在另一且較佳的具體例中，可以將整批分散相組成物一次直接加入分散相組成物中，同時施以劇烈擾動而製成乳液。在整批添加分散相組成物的較佳具體例中，可以應用高轉速的均質機進行劇烈攪拌，對乳液施加高剪切力，從而使各個隔離單元的尺寸均一。如相關技術領域中具有通常知識者所熟知，可以透過改變乳液中分散相相對於連續相的體積比、分散相組成物的添加速率、乳化安定劑的種類和濃度，以及擾動的速率和溫度等參數，來調整分散相中的各個隔離單元的尺寸和均一度。

經過前述乳化所得到的乳液中，分散相所佔有的體積百分比可以高於74.05% (v/v)，亦即具有高内相，也可以低於74.05% (v/v)，亦即不具有高内相。依據本發明，無論乳化步驟所製得的乳液是否具有高内相，其皆可以透過接受外力沈降步驟（forced sedimentation）來增進乳液中分散相相對於連續相的體積比，從而獲得一高內相乳液。所述外力沈降意指向乳液施加一額外的物理或化學力，例如離心力、壓力、電力、磁力、超音波等，促使一部分的連續相組成物基於其與分散相組成物在重力以外的差異而被分離出來。因此，達成所述外力沈降的手段意欲涵蓋離心、加壓、超音波震盪等，尤以施加離心為佳。離心是透過連續相組成物和分散相組成物之間的密度差異，促使連續相組成物和分散相組成物部分地分離。此一手段致使乳液於局部具有預期的兩相體積比，而其餘部分則為純連續相，將後者移除後即可得到具有增進之分散相/連續相之體積比的高內相乳液。舉例來說，在分散相組成物相較於連續相組成物具有更高的密度時，分散相組成物於離心時期間會往離心管下端沈降，而離心管上端則留下連續相組成物，從而可以在離心管下端獲得具有增進之分散相/連續相之體積比的高內相乳液。反之，如果在分散相組成物相較於連續相組成物具有比較低的密度，則可以在離心管上端收集高內相乳液。依據本發明，離心力的強度和施加離心的時間可以決定乳液的孔隙率。如下文實施例1-4所示，施加的離心力愈強，或是離心的時間愈長，所製得的多孔微結構的孔隙率也愈高。在使用苯乙烯和二乙烯基苯（DVB）做為連續相組成物的主要成份以及使用水做為分散相組成物的主要成份的具體例中，施加至乳液的離心力強度較佳為50至500 g。雖然不希望被特定的理論所拘束，但本案發明人相信，離心可以增進乳液中分散相相對於連續相的體積比，致使分散相中相鄰隔離單元的接觸區域增加，而這些接觸區域將會於後續的真空乾燥步驟中生成連通孔，使得連通孔的數目增加且孔徑擴大，從而增進多孔微結構的孔隙率。

在前述外力沈降步驟之前，可以使乳化完成的乳液短暫地受熱及/或接受適當波長的光照，和/或添加少量的促進劑，藉此預聚合連續相組成物的一部分，亦即使所述至少一種單體及/或交聯劑的一部分預聚合化。預聚合的程度可以透過使連續相組成物接受它們完成聚合反應及交聯反應所需要的加熱或光照時間的一小部分，較佳為該加熱或光照時間的5%至50%，例如該加熱或光照時間的10%至20%，抑或是添加用於使連續相組成物完成反應所需要的促進劑總量的一小部分，較佳為添加該促進劑總量的5%至50%，例如添加該促進劑總量的10%至20%，以促使連續相組成物的5%至50%，例如10%至20%，發生聚合反應及/或交聯反應，以使得乳液的黏度增加，但仍保留其流動性。適用的加熱/光照時間以及促進劑總量可以參照先前技術來決定，並且視連續相組成物中至少一種單體與交聯劑的莫耳濃度比進行調整。在預聚合步驟過程中，促進劑可以一次全部添加或是逐步添加。本案所使用的術語“逐步添加”意指促進劑是按照既定的時程而分成數個部分順序添加。在添加促進劑時，可以低速攪拌乳液，使促進劑均勻混合於乳液中。

由於施加離心可能造成分散相的合併（coalescence），使相鄰隔離單元因合併而形成體積較大的新單元，導致製造出來的多孔微結構中的巨孔尺寸過大，降低多孔微結構的機械強度。本案發明人發現，在乳液接受外力沈降之前事先進行預聚合步驟，能夠減少分散相的合併。雖然不希望被特定的理論所拘束，但本案發明人相信，這個預聚合步驟能夠增加乳液中兩相的安定性，從而減少分散相因承受離心力而發生合併。

依據前述方法所製得的高内相乳液中，分散相自發性地成形為大致上呈球體的微滴，均勻地分散於連續相內。可以使高内相乳液進一步受熱及/或接受適當波長的光照，抑或是進一步添加促進劑，以容許前述至少一種單體及/或交聯劑完成聚合反應及/或交聯反應，從而固化成形。此處所稱“固化”意指將高内相乳液轉化成為一具有安定自立構形（stable free-standing configuration）的結構體的過程。隨後由固化完成的高内相乳液中去除分散相。在高内相乳液為油包水乳液的具體例中，可以直接將固化完成的高内相乳液加以乾燥，較佳為在真空下進行乾燥，有助於使分散相中的微滴破裂而生成連通孔。圖2顯示經過乾燥後所製成的多孔微結構，其中去除分散相中微滴的遺留下來空間即成為多孔微結構中之巨孔，而相鄰巨孔之間透過一或多個連通孔相連。

依據本申請的方法所製成的多孔微結構具有極大的比表面積，而且包含數個大約1微米至150微米直徑的球狀巨孔，以及數個連通巨孔的連通孔，具有大約500納米至25微米的直徑。本案多孔微結構可以接受額外的加工製程，以製造各種商用產品。在一個較佳具體例中，本案多孔微結構可以經過裁切、封裝等慣用工序，及/或接受化學改性以賦予適當的表面官能性，以製成整體柱，供用做為層析分離的固定相材料。本申請所稱“整體柱”包含一由前述多孔微結構所構成的連續媒質。在另一個較佳具體例中，本案多孔微結構可供用作為培養細胞的組織支架，其功用為模仿細胞外基質，供細胞附著、或灌注或接種至此支架上，讓細胞於支架中生長。

下列實施例僅供用於例示本發明，而非限制本發明的範圍。

多孔微結構的製備：

將0.4克苯乙烯（Acros Organics B.V.B.A.）、0.1克二乙烯基苯（DVB；美國Sigma-Aldrich公司）、0.02克偶氮二異丁腈（ AIBN ；Uniregion Bio-Tech Inc.）和0.12克失水山梨醇單油酸酯（商品名Span ^®80；日本帝一化工原料股份有限公司）施以超音波振盪，以製成連續相混合物。將1.0克去離子水加入所述連續相混合物中，同時應用高轉速的均質機（型號T25；德國IKA公司）進行劇烈攪拌，以調製成一油包水乳液。取等量乳液置入15 mL圓柱形離心管（廣州潔特生物過濾股份有限公司），並且在離心機（ Thermo Sorvall X4R Pro；美國Thermo Fisher Scientific Inc.）中依據表1所載轉速和時間加以離心。接著將離心後的乳液置入烤箱（ DENG YNG DO60型），於70℃下加熱9小時，以完成聚合反應。使用乙醇來洗滌所得到的聚苯乙烯多孔微結構，藉此去除未反應的苯乙烯單體、DVB單體和失水山梨醇單油酸酯。將所述多孔微結構置入烤箱（ DENG YNG DO60型），於50℃下真空乾燥12小時，得到乾燥的多孔微結構。表1

	轉速（rpm）	時間（分鐘）
比較例1	300	5
實施例1	500	5
實施例2	500	7
實施例3	500	9
實施例4	750	5
比較例2	1000	5
比較例3	3200	5

多孔微結構的特性鑑定

在此，多孔微結構的孔隙率（porosity）被定義為孔洞體積相對於微結構總體積的百分比。實施例1-4以及比較例1-3所製成的多孔微結構的孔隙率是透過下式計算出來： 1-[(多孔微結構的重量/連續相的密度)/多孔微結構的外觀體積] 亦可透過掃描式電子顯微鏡（Thermo Fisher Scientific Inc., Phenom Pro）拍攝多孔微結構的截面影像，再經由ImageJ軟體（美國國家科學院，美國馬里蘭州Bethesda市）計算出孔隙率。高內相乳液的壓縮比被定義為高內相乳液的分散相經過離心後於離心管中的最終高度，相對於其在接受離心前於離心管中的初始高度的百分比。多孔微結構中連通孔的最小直徑是透過毛細管流動測孔法（capillary flow porometry, PMI Porous Materials Inc., CFP-1100AE）來測定，而機械強度的評估則是透過徒手捏壓多孔微結構來檢視其是否容易碎裂。測量出來的結果顯示於下表2。表2

	壓縮比（%）	孔隙率（%）	機械強度
比較例1	4.5	71.01	足夠
實施例1	13.4	81.33	足夠
實施例2	15.8	81.80	足夠
實施例3	17.0	83.75	足夠
實施例4	20.0	84.04	足夠
比較例2	20.1	87.25	易碎
比較例3	20.4	90.18	易碎

如表1所示，實施例1、4和比較例1-3涉及在固定時間（5分鐘）使高內相乳液接受不同程度的離心力。如表2和圖3(a)、3(b)所示，在固定時間內給予的離心力愈大，高內相乳液的壓縮比就愈高，且所製得的多孔微結構的孔隙率也愈高。然而，如果離心力過大，例如離心機的轉速超過1000 rpm，則所製得的多孔微結構僅以徒手捏壓即容易碎裂，顯示其機械強度明顯下降。

另一方面，實施例1-3涉及使高內相乳液在固定的離心力下經歷不同的時間。如表2和圖4(a)、4(b)所示，在固定的離心力下經歷的時間愈長，高內相乳液的壓縮比就愈高，且所製得的多孔微結構的孔隙率也愈高。

圖5(a)和5(b)進一步顯示，使高內相乳液接受的離心力愈大或是使其經歷的離心時間愈長，所製得的多孔微結構中連通孔的直徑也愈大。

儘管本發明已參照以上較佳具體例說明，應認知到較佳具體例僅為例示目的給予而非意圖限制本發明之範圍，可進行對熟習相關技藝者而言極為明顯的各種更動與改變，而不會逸離本發明精神與範圍。

（無）

本發明的上述與其他目的、特徵與效應在參照下列較佳具體例之說明連同隨附圖式將變得顯明，其中：

圖1是本發明之多孔微結構製造方法的流程圖；以及

圖2為依據本發明一具體例所製成的多孔微結構的電子顯微鏡照片；

圖3(a)和3(b)顯示高內相乳液於固定時間接受不同離心力所得到的壓縮比，以及由此所製得的多孔微結構的孔隙率；

圖4(a)和4(b)顯示高內相乳液於不同時間接受相同離心力所得到的壓縮比，以及由此所製得的多孔微結構的孔隙率；以及

圖5(a)和5(b)分別顯示高內相乳在不同離心力下和或是經歷不同離心時間，所製得的多孔微結構中的最小連通孔直徑。

（無）

Claims

一種用於製造多孔微結構的方法，其包含下列步驟：在一聚合起始劑和一乳化安定劑的存在下，將一包含至少一種單體和一交聯劑的連續相組成物，與一包含一溶劑的分散相組成物加以乳化，以得到一包含有一連續相和一被分散於該連續相內的分散相的乳液；預聚合化該至少一種單體及該交聯劑，使該至少一種單體及該交聯劑的一部分發生聚合反應，以使得該乳液的黏度增加，但仍保留該乳液的流動性；使所述乳液接受外力沈降，以增進該乳液中該分散相相對於該連續相的體積比，藉此得到一高內相乳液，其中該分散相在該高內相乳液中所佔有的體積百分比為至少74.05%(v/v)，以及其中該外力沈降包含將所述乳液加以離心以及移除與該分散相分離的多餘連續相；以及固化該高內相乳液中的連續相，並且去除該分散相，而獲得該多孔微結構。
如請求項1所述方法，其中該至少一種單體選自於由烯屬不飽和單體和炔屬不飽和單體所組成的群組。
如請求項2所述方法，其中該至少一種單體選自於由丙烯酸及其酯類、甲基丙烯酸及其酯類、丙烯醯胺類、甲基丙烯醯胺類、苯乙烯及其衍生物、矽烷類、吡咯類、二乙烯基苯、4-乙烯基苯甲基氯、乙烯基吡啶，以及彼等之組合所組成的群組。
如請求項1所述方法，其中該交聯劑選自於由二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEGDMA)、二丙烯酸乙二醇酯 (EGDA)、二丙烯酸三乙二醇酯(TriEGDA)和二乙烯基苯(DVB)所組成之群組的油溶性交聯劑。
如請求項1所述方法，其中該交聯劑選自於由N,N-二烯丙基丙烯醯胺和N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺(MBAA)所組成之群組的水溶性交聯劑。
如請求項1所述方法，其中該乳化安定劑選自於非離子界面活性劑。
如請求項6所述方法，其中該乳化安定劑選自於由失水山梨醇單月桂酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯、單油酸甘油酯、聚乙二醇200雙油酸酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、蓖麻油、單蓖麻油酸甘油酯、二硬脂基二甲基氯化銨，以及二油基二甲基氯化銨所組成之群組。
如請求項1所述方法，其中該乳液另包含一聚合反應促進劑，而該聚合反應促進劑選自於由N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TEMED)、N,N,N’,N”,N”-五甲基二亞乙基三胺(PMDTA)、三(2-二甲基胺基)乙胺、1,1,4,7,10,10-六甲基三亞乙基四胺、1,4,8,11-四甲基-1,4,8,11-四氮雜環十四烷所組成的群組。