TWI792552B - 抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本揭露提出一種抗沾黏的聚乙烯膠粒，包含聚乙烯原料以及雙離子高分子。雙離子高分子係分散於聚乙烯原料中。本揭露另提出一種製造抗沾黏的聚乙烯膠粒的方法，包含提供聚乙烯原料，接著提供雙離子高分子，再混合聚乙烯原料以及雙離子高分子來獲得混合物。接著，將混合物加熱至溫度為70°C至200°C之間，並使混合物成為熔融態。對混合物執行混煉加工步驟。以及，以10°C-室溫的冷卻水對混合物進行冷卻步驟，獲得聚乙烯膠粒。

Description

抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒及其製造方法

本揭示內容是有關於一種聚乙烯膠粒及其製造方法，特別是關於一種能夠抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒及其製造方法。

聚乙烯醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate，EVA)是由乙烯和乙酸乙烯酯隨機共聚的熱塑高透明性材料，其結晶度、熔融溫度、剛性和材料極性主要受乙酸乙烯酯的含量所影響。因此，EVA材料的分子特性可藉不同乙酸乙烯酯的含量輕易調控，EVA分子內之乙酸乙烯酯官能基可進一步限制其分子內乙烯鏈段的結晶形成，改變材料軟硬度及結晶程度。並且，EVA是由非極性鏈段的乙烯和極性鏈段的乙酸乙烯酯混合組成，因此具有能與其他高分子輕易混合的特性。

另外，因為前述EVA具有質地柔軟、彈性佳、可塑性高等特性，不僅不易變形、破損及/或斷裂，還因成本低而有大規模生產之優勢，故廣泛應用於一次性的醫療器材。上述一次性的醫療器材常用來做為接觸人體組織的醫用導管，如：氣切管、鼻胃管及導尿管等，以保持衛生安全。然而，這些接觸人體組織的醫療器材容易引發非特異性的生物分子沾黏，從而導致細菌感染及/或堵塞等問題，造成人體免疫過度反應及/或醫療器材喪失功能，嚴重者甚至可能致死。

習知解決方式之一，是於接觸人體組織的醫療器材的表面上塗佈雙離子高分子，其中雙離子高分子係一種由非離子型單體和兩性離子型單體聚合而成的共聚物，故塗佈雙離子高分子後，醫療器材表面上可形成水合層，從而可避免上述非特異性的生物分子沾黏的發生，換言之，塗佈雙離子高分子可改善醫療器材的抗沾黏效果。然而，上述醫療器材經長期使用後，易出現雙離子高分子脫落及/或分解等問題，影響醫療器材的抗沾黏效果。

綜上所述，如何能提供一種製作簡便、對環境友善、並且具有良好抗沾黏效果的聚乙烯膠粒，是所欲解決的問題。

根據本揭露的一態樣，提出一種抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒，包括聚乙烯原料以及雙離子高分子。雙離子高分子係分散於聚乙烯原料中。

在一些實施方式中，雙離子高分子包含AU _nBU _m的嵌段共聚物、無規共聚物或交替共聚物。其中，AU表示-CR ¹R ²-所示之具有取代基之二價亞甲基，BU表示-CH ₂CR ²R ³-所示之具有取代基之二價伸乙基或-CR ²R ⁴CH ₂CR ²R ⁵-所示之具有取代基之二價伸丙基，並且m表示5至120的整數，n表示5至120的整數。R ¹表示碳數3至18之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基、酯基、芳香基，或碳數5至12之雜芳基，R ²表示氫原子或甲基，R ³表示-COOR’或-CONR”H，R ⁴表示氫原子或羧基，並且當R ⁴為氫原子時，R ⁵為-COOR’或-CONR”H，其中當R ⁴為羧基時，R ⁵為陽離子基，其中R’及R”分別表示甜菜鹼基、磺基甜菜鹼基或羧基甜菜鹼基。

在一些實施方式中，當聚乙烯原料的添加量為100重量份時，雙離子高分子的的添加量介於0.2重量份至1重量份之間。

在一些實施方式中，聚乙烯膠粒更包含助劑分散於聚乙烯原料之間。

在一些實施方式中，助劑包含環氧植物油、安定劑、滑劑或其組合。

在一些實施方式中，當聚乙烯原料的添加量為100重量份時，雙離子高分子的的添加量介於0.2重量份至1重量份之間。並且，聚乙烯膠粒更包含3重量份至10重量份的環氧植物油、小於3重量份的安定劑以及小於1重量份的滑劑。

根據本揭露的另一態樣，提出一種製造抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒的方法，包括提供聚乙烯原料、提供雙離子高分子、混合聚乙烯原料與雙離子高分子以獲得混合物，將混合物加熱至溫度為70°C至200°C之間，並使混合物成為熔融態。對加熱後的混合物執行混煉加工步驟。以及，以10°C-25°C的冷卻水對混合物進行冷卻步驟，獲得聚乙烯膠粒。

在一些實施方式中，混合聚乙烯原料以及雙離子高分子的步驟包括當聚乙烯原料的添加量為100重量份時，雙離子高分子的添加量介於0.2重量份至1重量份之間。

在一些實施方式中，混煉加工步驟包含使用雙螺桿押出機，將雙螺桿押出機的螺桿轉速控制在70 rpm至240 rpm之間，產出聚乙烯膠粒。

在一些實施方式中，在提供聚乙烯原料的步驟之後，更包括提供助劑、混合助劑與聚乙烯原料以獲得預加工物、混合預加工物與雙離子高分子以獲得加工混合物，將混合物加熱至溫度為70°C至200°C之間，並使混合物成為熔融態。並對加熱後的加工混合物執行混煉加工步驟。以及，以10°C-25°C的冷卻水對混合物進行冷卻步驟，獲得聚乙烯膠粒。

可以理解的是，下述內容提供的不同實施方式或實施例可實施本揭露之標的不同特徵。特定構件與排列的實施例係用以簡化本揭露而非侷限本揭露。當然，這些僅是實施例，並且不旨在限制。舉例來說，以下所述之第一特徵形成於第二特徵上的敘述包含兩者直接接觸，或兩者之間隔有其他額外特徵而非直接接觸。此外，本揭露在複數個實施例中可重複參考數字及/或符號。這樣的重複是為了簡化和清楚，而並不代表所討論的各實施例及/或配置之間的關係。

本說明書中所用之術語一般在本領域以及所使用之上下文中具有通常性的意義。本說明書中所使用的實施例，包括本文中所討論的任何術語的例子僅是說明性的，而不限制本揭示內容或任何示例性術語的範圍和意義。同樣地，本揭示內容不限於本說明書中所提供的一些實施方式。

另外，空間相對用語，如「下」、「上」等，是用以方便描述一元件或特徵與其他元件或特徵在圖式中的相對關係。這些空間相對用語旨在包含除了圖式中所示之方位以外，裝置在使用或操作時的不同方位。裝置可被另外定位(例如旋轉90度或其他方位)，而本文所使用的空間相對敘述亦可相對應地進行解釋。

於本文中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或多個。將進一步理解的是，本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』及相似詞彙，指明其所記載的特徵、區域、整數、步驟、操作、元件與/或組件，但不排除其它的特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、組件，與/或其中之群組。

本文參照引用的所有文獻，視同透過引用每篇個別文獻或專利申請書特定且個別併入參考文獻。倘若引用文獻對一術語的定義或用法，與此處對此術語的定義不一致或相反，則適用本文對此術語的定義。

以下列舉數個實施方式以更詳盡闡述本發明之觸碰裝置，然其僅為例示說明之用，並非用以限定本發明，本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定者為準。

本揭露的主要目的在於提供一種抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒及其製造方法。即如前所述，藉由混合聚乙烯原料以及雙離子高分子，使雙離子高分子分散於聚乙烯原料之中，達到僅需使用少量雙離子高分子即可使聚乙烯膠粒達到非常有效的抗生物分子沾黏的效果。並且，這樣的聚乙烯膠粒對人體幾乎無毒性，更可廣泛運用於生活用品及醫療器材之中。

首先，請參閱第1圖，第1圖為繪示根據本揭露中一些實施方式的聚乙烯膠粒的製造流程圖。首先，如步驟S110所示，提供聚乙烯原料。

在一些實施方式中，聚乙烯是由乙烯單體經聚合及乾燥後形成。根據支鏈原子的位置變化，聚乙烯可以具有不同立體結構。在一實施方式中，聚乙烯可為經過加熱混合後凝膠化的聚乙烯。

在一些實施方式中，在提供聚乙烯原料的步驟之後，更包含提供助劑、混合助劑與聚乙烯原料以獲得預加工物，再以預加工物執行後續製程。在一實施方式中，助劑包含環氧植物油、安定劑、滑劑或其組合。

環氧植物油具有高環氧值及低碘價，其可提升抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒的塑化性、潤滑性、熱安定性、加工性、透明性及/或耐候性。在一些實施例中，當聚乙烯原料的添加量為100重量份時，環氧植物油的添加量為3重量份至10重量份之間。如果環氧植物油的添加量小於3重量份，則無法達到上述功效。如果環氧植物油的添加量係大於10重量份，則易因與聚乙烯的相容性不佳，而導致滲出。在一實施例中，環氧植物油可包含，但不限於，環氧化的大豆油、棉籽油、菜籽油、玉米油、花生油、葵花籽油及/或紅花籽油。

安定劑係用於提升抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒的熱穩定性。在一些實施例中，當聚乙烯原料的添加量為100重量份時，安定劑的添加量小於3重量份。在一實施例中，安定劑可包含，但不限於，硬脂酸丁酯、月桂基醇、硬脂基醇、甘油單硬脂酸酯、硬脂酸、二醯胺、有機錫安定劑、鋇鋅安定劑或其組合。

滑劑係用於提升抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒的潤滑性。在一些實施例中，當聚乙烯原料的添加量為100重量份時，滑劑的添加量小於1重量份。在一實施例中，滑劑可包含，但不限於，鈉、鋅、鈣、鋇之金屬鹽、內滑劑(硬脂酸醇、硬脂酸胺、硬脂酸丁酯、硬脂酸單甘油酯或其組合)、外滑劑(石蠟、硬脂酸類、聚乙烯蠟類、氧化聚乙烯蠟類或其組合)或其組合。

關於上述之助劑，可以依製程以及成品需求，在混合聚乙烯原料與雙離子高分子之前，在合適反應條件下，經由混合聚乙烯原料與助劑，對聚乙烯原料進行預加工，獲得預加工物。並且，能於後續步驟中直接使用預加工物，以此獲得相較於僅使用聚乙烯原料，性質更為改良之聚乙烯膠粒。

接著，仍請參閱第1圖，如步驟S120所示，提供雙離子高分子。在一實施方式中，雙離子高分子可包含如下式(1)或式(2)所述之AU _nBU _m的嵌段共聚物、無規共聚物或交替共聚物。AU表示式(1)中-CR ¹R ²-所示之具有取代基之二價亞甲基，BU表示式(1)中-CH ₂CR ²R ³-所示之具有取代基之二價伸乙基或式(2)中-CR ²R ⁴CH ₂CR ²R ⁵-所示的具有取代基之二價伸丙基，m表示5至120的整數，n表示5至120的整數，其中AU具有錨定基團，BU具有雙離子性基團或擬雙離子性基團。

式(1)

式(2)

詳細而言，上述R ¹表示碳數3至18之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基、酯基(即-COOR ^x，其中R ^x表示碳數3至18之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基、芳香基或碳數5至12之雜芳基(heteroaryl))、芳香基或碳數5至12之雜芳基。上述R ²表示氫原子或甲基。上述R ³表示-COOR’或-CONR”H的結構，其中R’及R”分別獨立表示甜菜鹼基(betaine group)、磺基甜菜鹼基 (sulfobetaine group)或羧基甜菜鹼基 (carboxybetaine group)。上述R ⁴表示氫原子或羧基(-COOH)，其中當R ⁴為氫原子時，R ⁵為-COOR’或-CONR”H，且當上述R ⁴為羧基時，R ⁵可例如為陽離子基(例如可為N,N-二甲基銨基伸乙基胺基乙烯基 (N,N-dimethylammnio-ethylene-1-amino- vinyl)、N,N-二甲基銨基伸丙基胺基乙烯基(N,N- dimethylammnio-propylene-1-amino-vinyl)、N,N-二甲基銨基伸丁基胺基乙烯基(N,N- dimethylammnio-butylene-1-amino-vinyl)及N,N-二甲基銨基伸戊基胺基乙烯基(N,N- dimethylammnio-pentylene-1-amino-vinyl)。

值得注意的是，上述雙離子高分子之熔點可例如為70°C至150°C，並且如果聚乙烯原料的使用量為100重量份，雙離子高分子的使用量需不小於0.2重量份，否則製得之抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒無法有效抗沾黏。一般而言，雙離子高分子的使用量越多，製得之抗沾黏材料之抗沾黏的效果越佳。然而，如果雙離子高分子的使用量大於1.0重量份，則導致製作成本大幅提升之情況下，抗沾黏的功效亦未再有顯著的提升。

接著，如步驟S130所示，混合聚乙烯原料以及雙離子高分子，獲得混合物。在一實施方式中，有添加雙離子高分子時，相對於未添加雙離子高分子，可顯著降低生物分子(例如蛋白質)沾黏，進而降低生物沾黏(例如細胞或細菌)。

在一些實施方式中，可以選擇具有合適熔點的雙離子高分子搭配混煉溫度，例如熔點可為70°C至150°C，以利後續混煉時，雙離子高分子可均勻分散於聚乙烯原料中，提升雙離子高分子於終產物中的分散均勻度。

接著，如步驟S140所示，在溫度為70°C至200°C之間，對混合物執行混煉加工步驟，獲得聚乙烯膠粒。在此步驟中，還包含了使用雙螺桿押出機塑化並冷卻後，產出聚乙烯膠粒。並且，螺桿轉速為70 rpm至240 rpm，而冷卻所使用的冷卻水水溫為10°C-25°C。具體來說，冷卻水的水溫可以是10°C至室溫之間。在此須說明的是，若未使用熔點為70°C至150°C之間的雙離子高分子，所獲得的抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒會有雙離子高分子分散性不佳的問題，而使得每單位面積的抗沾黏材料出現肉眼可見的白點，進而降低其透明度。

最後，將聚乙烯膠粒置於平板硫化機中成型，獲得聚乙烯試片。為比對添加雙離子高分子的聚乙烯試片，是否能抗生物分子沾黏以及抗沾黏程度，遂使用如第1圖所示之製造流程所獲得之聚乙烯試片，進行以下實施例。

實施例1、聚乙烯試片的抗蛋白質沾黏效果

本實施例利用酵素結合免疫吸附分析法(enzyme-linked immunosorbent assay；ELISA)評估聚乙烯試片對蛋白質之抗沾黏效果。

首先，將聚乙烯試片浸泡於PBS緩衝液30分鐘後，吸乾聚乙烯試片上的液體。接著，於聚乙烯試片上添加1毫升的濃度為1毫克/毫升的纖維蛋白原溶液，並將聚乙烯試片靜置於37°C的烘箱30分鐘烘乾處理，使纖維蛋白原貼附於聚乙烯試片上。接著，以PBS緩衝液清洗聚乙烯試片3次後，再移除聚乙烯試片上多餘的液體，以移除未結合的纖維蛋白原溶液中的纖維蛋白原及雜質。

接著，進行封閉 (blocking) 步驟，以填補聚乙烯試片上未吸附纖維蛋白原的部分，其中封閉步驟是於聚乙烯試片上施加1毫升的濃度為1毫克/毫升之胎牛血清白蛋白(bovine serum albmin；BSA)溶液，於37°C的烘箱靜置30分鐘後，以PBS緩衝液清洗聚乙烯試片3次，再移除聚乙烯試片上的液體。

接著，在聚乙烯試片上施加可鍵結纖維蛋白原的第一抗體，再進行烘乾處理，並以PBS緩衝液清洗聚乙烯試片3次，接著移除聚乙烯試片上的液體。接著，再進行一次上述的封閉步驟。

接續在聚乙烯試片上施加1毫升的濃度為1毫克/毫升的第二抗體，前述第二抗體對前述第一抗體具有專一性，並且第二抗體上標記有用於後續呈色的基團例如辣根過氧化物酶(horseradish peroxidase；HRP)，並於進行烘乾處理後，再以PBS緩衝液清洗聚乙烯試片5次後，移除聚乙烯試片上的液體。

接著，將聚乙烯試片移至24孔盤中，並於聚乙烯試片上施加0.5毫升的顯色劑3,3’,5,5’-四甲基聯苯胺(3,3',5,5’-Tetramethylbenzidine；TMB)，靜待反應6分鐘，待其顯色。再於聚乙烯試片上施加0.5毫升的1M硫酸，以終止顯色反應。最後，吸取200 微升(μL) 的反應溶液至96孔盤，再利用微量盤分光光度計(microplate absorbance reader)，測量樣品溶液於波長450奈米時的吸光值，藉以回推聚乙烯試片上的纖維蛋白原貼附量。接著，將未添加雙離子高分子的聚乙烯試片的貼附量換算為相對貼附比率100%，做為相對貼附比率的換算基準，再將添加雙離子高分子的聚乙烯試片組別的貼附量換算為相對貼附比率，並將各組相對貼附比率的比較結果例示於第2圖。

請參閱第2圖，第2圖為繪示根據本揭露中一些實施方式的蛋白質貼附試驗中蛋白質貼附比率的比較圖。橫軸表示雙離子高分子的不同添加含量，縱軸為每單位面積的蛋白質貼附率。

如第2圖所示，當雙離子高分子的重量百分比為0.1%時，蛋白質貼附比率為38.84%。當雙離子高分子的重量百分比為0.5%時，蛋白質貼附比率為38.75%。並且，當雙離子高分子的重量百分比為1%時，蛋白質貼附比率為41.48%。也就是，當雙離子高分子的重量百分比為0.1%至1%之間時，相對於未添加雙離子高分子的組別，可至少降低58%以上的蛋白質貼附量。

實施例2、聚乙烯試片的抗全血細胞黏效果

本實施例利用全血細胞貼附試驗評估聚乙烯試片對全血細胞的抗沾黏效果。

首先，將聚乙烯試片浸泡於PBS緩衝液30分鐘後，吸乾聚乙烯試片上的液體。接著，於聚乙烯試片上添加1毫升的全血，並將聚乙烯試片靜置於37°C的烘箱中靜態貼附2小時。接著，以PBS緩衝液清洗聚乙烯試片，以沖洗掉聚乙烯試片表面未貼附的全血血球細胞。將沖洗後的聚乙烯試片浸泡於戊二醛(glutaraldehyde)中一天進行固定。最後，以共軛焦雷射掃描式電子顯微鏡(LSCM)觀察全血血球細胞於聚乙烯試片表面的貼附情形。

請參閱第3圖，第3圖為繪示根據本揭露中一些實施方式的全血細胞貼附試驗中全血細胞貼附密度的比較圖。橫軸表示雙離子高分子的添加量，縱軸表示全血細胞貼附的密度。

如第3圖所示，當雙離子高分子的重量百分比為0.1%時，全血細胞貼附比率為37個/mm ²。當雙離子高分子的重量百分比為0.5%時，全血細胞貼附比率為5.6個/mm ²。並且，當雙離子高分子的重量百分比為1%時，全血細胞貼附比率為3.5個/mm ²。也就是，當雙離子高分子的重量百分比為0.1%至1%之間時，相對於未添加雙離子高分子的組別，可有效降低全血細胞的貼附量。

實施例3、聚乙烯試片的抗細菌沾黏效果

本實施例利用大腸桿菌( Escherichia coli) 貼附試驗評估聚乙烯試片對細菌之抗沾黏效果。

首先，以LB(Lysogeny Broth)培養液培養大腸桿菌，以獲得波長660奈米之OD值為1的菌液。接著，以1毫升菌液覆蓋聚乙烯試片，再於37°C、150 rpm(每分鐘轉速；Revolution(s) Per Minute)的培養箱中培養24小時。接著，以磷酸鹽 (Phosphate buffered saline；PBS)緩衝液洗去聚乙烯試片上未貼附的大腸桿菌，再浸泡聚乙烯試片於戊二醛中24小時，以固定聚乙烯試片上的大腸桿菌。接著，以雷射掃瞄式共軛焦電子顯微鏡觀察貼附於聚乙烯試片上大腸桿菌，計算各組中每單位面積的大腸桿菌貼附量。接著，將未添加雙離子高分子的聚乙烯試片的貼附量換算為100% (即，相對貼附比率)，並以未添加雙離子高分子的聚乙烯試片做為相對貼附比率的比對基準，同時將添加雙離子高分子的聚乙烯試片組別的貼附量換算為相對貼附比率，並將比較結果例示於第4圖。

請參閱第4圖，第4圖為繪示根據本揭露中一些實施方式的大腸桿菌貼附試驗中大腸桿菌貼附比率以及抗菌比率的比較圖。第4圖中，橫軸表示雙離子高分子的不同添加含量，縱軸為每單位面積的大腸桿菌的貼附比率。

如第4圖所示，當雙離子高分子的重量百分比為0.1%時，大腸桿菌貼附比率為32.8%。當雙離子高分子的重量百分比為0.5%時，大腸桿菌貼附比率為34.74%。並且，當雙離子高分子的重量百分比為1%時，大腸桿菌貼附比率為8.96%。也就是，當雙離子高分子的重量百分比為0.1%至1%之間時，相對於未添加雙離子高分子的組別，可至少降低67%以上的大腸桿菌貼附量。

在此須說明的是，大腸桿菌的抗沾黏效果亦可視為對於大腸桿菌的抗菌效果。意即，當雙離子高分子的重量百分比為0.1%時，大腸桿菌抗菌比率為67.2%。當雙離子高分子的重量百分比為0.5%時，大腸桿菌抗菌比率為85.26%。並且，當雙離子高分子的重量百分比為1%時，大腸桿菌抗菌比率為91.04%。

實施例4、聚乙烯試片的抗細胞沾黏效果

本實施例利用人類纖維肉瘤細胞(HT-1080細胞株，為本領域技術人員所易於取得的細胞株)，執行細胞貼附試驗，評估聚乙烯試片對細胞之抗沾黏效果。

首先，將HT-1080細胞置於細胞培養盤中，培養於含10% 胎牛血清的DMEM (Dulbecco's modified Minimal Essential Medium) 培養液中，於37°C、並且含有5% CO ₂之細胞培養箱中培養7天，再移除培養液。接著以PBS緩衝液清洗細胞三次。接著加入胰蛋白酶，等待六分鐘，輕拍使細胞脫離培養盤後，加入含10%胎牛血清的DMEM培養液均勻混合後，離心移除多餘的胰蛋白酶後並沉澱細胞，再將細胞懸浮為細胞密度為1.0x10 ⁴細胞/毫升的細胞懸浮液。

取1毫升的細胞懸浮液覆蓋於聚乙烯試片表面，置於細胞培養箱中培養24小時後，以PBS緩衝液沖洗聚乙烯試片表面未貼附之細胞，以倒立式顯微鏡拍攝細胞於塑膠片表面的貼附情形。計算各組中每單位面積的細胞貼附量。接著，以前述實施例2相似的方法，將未添加雙離子高分子的聚乙烯試片的貼附量換算為100%相對貼附比率，據以將添加雙離子高分子的聚乙烯試片組別的貼附量換算為相對貼附比率，並將各組相對貼附比率的比較結果例示於第5圖。

如第5圖所示，第5圖為繪示根據本揭露中一些實施方式的HT-1080細胞貼附試驗中HT-1080細胞貼附比率的比較圖。當雙離子高分子的重量百分比為0.1%時，HT-1080細胞貼附比率為14.53%。當雙離子高分子的重量百分比為0.5%時，HT-1080細胞貼附比率為12.49%。並且，當雙離子高分子的重量百分比為1%時，HT-1080細胞貼附比率為10.44%。也就是，當雙離子高分子的重量百分比為0.1%至1%之間時，相對於未添加雙離子高分子的組別，可至少降低75%以上的HT-1080細胞貼附量。

實施例5、聚乙烯試片的細胞毒性

本實施例利用小鼠纖維母細胞 (L929細胞株，為本領域技術人員所易於取得的細胞株)執行體外細胞毒性試驗，評估聚乙烯試片是否具有細胞毒性。

首先，利用培養皿培養L929細胞株，其中培養基為含有10%馬血清的最低限度必需培養基(minimal essential medium；MEM；後續簡稱MEM培養液)，且L929細胞株是於37°C、5% CO ₂下培養7天。然後，移除MEM培養液，再以PBS緩衝液清洗細胞3次。接著，在培養皿中加入胰蛋白酶，靜置6分鐘後，輕拍培養皿，使L929細胞株脫離培養皿，再於培養皿中加入MEM培養液，使L929細胞株懸浮於MEM培養液中。接著，轉移MEM培養液至離心管中進行離心，收集細胞沉澱物。接下來，利用MEM培養液懸浮細胞沉澱物，獲得細胞液，再以適量的MEM培養液調整細胞液至每毫升細胞液含有1.0×10 ⁵細胞或1.5×10 ⁵細胞的L929細胞株(1.0×10 ⁵細胞/毫升或1.5×10 ⁵細胞/毫升)。

接著，萃取聚乙烯試片中的物質。具體而言，利用MEM培養液覆蓋聚乙烯試片上，其中萃取是於37°C、150 rpm下進行24小時，以獲得各組萃取液(實驗組、陽性對照組、陰性對照組)。具體而言，聚乙烯試片面積：MEM培養液體積的比例是為6平方公分：1毫升，並且分別利用MEM培養液萃取二乙基二硫代氨基甲酸鋅 (zinc diethyl-dithiocarbamate；ZDEC) 及高密度聚乙烯 (high density polyethylene，HDPE)，將兩者依序作為陽性對照組及陰性對照組，其中ZDEC質量：MEM培養液體積的比例是0.1公克：1毫升，HDPE質量：MEM培養液體積的比例是0.2公克：1毫升。

接著，加入0.1毫升的1.0×10 ⁵細胞/毫升的細胞液至96孔培養盤中，並於37°C、5% CO ₂中培養24小時。接著，移出培養盤中的培養液後，再分別加入0.1毫升的實驗組萃取液、MEM培養液、陽性對照組萃取液及陰性對照組萃取液至96孔培養盤中，於37°C、5% CO ₂中繼續培養24小時。接著，加入0.1毫升的2,3-雙(2-甲氧基-4-硝基-5-磺苯基)-2氫-四唑-5-甲醯胺內鹽 (2,3-bis(2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-5-[(phenylamino)carbonyl] -2H-tetrazolium hydroxide；以下簡稱為XTT試劑) 至96孔培養盤中，並於37°C、5% CO ₂下培養3小時。隨後，取出96孔培養盤，並以微量盤分光光度計檢測波長450奈米的OD值，以分別獲得實驗組吸光值、空白組吸光值、陽性對照組吸光值及陰性對照組吸光值，再藉由下列公式 (式 (3)) 計算細胞存活率。

式 (3)

為方便觀察細胞外觀變化，在將細胞加入96孔盤時，可同時取1.5×10 ⁵細胞/毫升的細胞液至12孔盤中，同樣經24小時培養後，去除培養液，再添加1毫升的實驗組萃取液、MEM培養液、陽性對照組萃取液及陰性對照組萃取液至12孔培養盤中，同樣培養24小時，進行觀察。最後再評估細胞的變化程度。

下表1所示為細胞變化程度評估表的標準，本實施例藉由表1評估各組的細胞外觀變化、細胞密度變化以及細胞毒性等級，並將各組的評估結果整合於下表2。

表1、細胞變化程度評估表

等級	反應 程度	毒性 判定	細胞培養情況	單層細胞密度
0	無差異	無細胞毒性	細胞內各胞器等顆粒明顯完整；無細胞崩解	100%
1	細微	細微細胞毒性	少於20%的細胞呈圓球狀、不貼附、細胞內無顆粒、有一些細胞崩解	80%至100%
2	輕微	輕微細胞毒性	50%的細胞呈圓球狀且無細胞內顆粒、無持續的細胞崩解與細胞間產生空間	50%至80%
3	中度	中度細胞毒性	少於80%的層狀生長細胞呈圓球狀或崩解	30%至50%
4	嚴重	嚴重細胞毒性	應該是層狀生長的細胞幾乎完全破壞崩解	小於30%

表2、各組的細胞變化比較表

聚乙烯試片中的雙離子高分子含量(%)	細胞型態	細胞密度(%)	細胞存活率(%)	細胞毒性
空白組	完整	100	100	0
陰性對照組	完整	104.14	92.46	0
陽性對照組	幾乎完全崩解	6.52	6.42	4
0%	完整	99.60	81.97	1
0.1%	完整	81.64	89.59	1
0.5%	完整	96.69	95.11	0
1.0%	完整	94.75	82.79	1

表2結果呈現，添加重量百分比為0.1%的雙離子高分子的聚乙烯試片，細胞毒性為1。當聚乙烯試片的雙離子高分子的重量百分比增加至0.5%，細胞毒性則為0。當聚乙烯試片中雙離子高分子的重量百分比為1%時，細胞毒性也僅微幅提升為1，幾乎不具有細胞毒性，對人體幾乎無危害。因此，添加0.5%至1%範圍內的雙離子高分子的聚乙烯試片，對人體幾乎無危害，可廣泛應用於各種生活用品以及醫療器材中。

由上述實施例可知，本揭露之抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒以及製造方法，將雙離子高分子與聚乙烯原料共同熔煉為抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒，顯示了優異的抗沾黏效果。並且，雙離子高分子均勻分散於聚乙烯膠粒中，可避免將雙離子高分子塗覆於聚乙烯表面時，雙離子高分子層的剝離風險，可延長聚乙烯膠粒的抗沾黏效果。另外，相較於直接塗覆法，本揭露亦可降低雙離子高分子的使用量。此外，還可簡化其他將雙離子高分子加工至聚乙烯原料中時(例如表面接枝、表面分離、仿生黏附或表面塗層等方法)的繁瑣步驟，並且降低有機溶劑的應用，對於環境更為友善，具有較佳的環保價值。

雖然本揭示內容已以數個特定實施例揭露如上，但可對前述揭露內容進行各種潤飾、各種更動及替換，而且應可理解的是，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，某些情況將採用本揭示內容實施例之某些特徵但不對應使用其他特徵。因此，本揭示內容的精神和權利要求範圍不應限於以上例示實施例所述。

100:方法

S110、S120、S130、S140:步驟

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 第1圖為繪示根據本揭露中一些實施方式的聚乙烯膠粒的製造流程圖。 第2圖為繪示根據本揭露中一些實施方式的蛋白質貼附試驗中蛋白質貼附比率的比較圖。 第3圖為繪示根據本揭露中一些實施方式的全血細胞貼附試驗中全血細胞貼附密度的比較圖。 第4圖為繪示根據本揭露中一些實施方式的大腸桿菌貼附試驗中大腸桿菌貼附比率以及抗菌比率的比較圖。 第5圖為繪示根據本揭露中一些實施方式的HT-1080細胞貼附試驗中HT-1080細胞貼附比率的比較圖。

100:方法

S110、S120、S130、S140:步驟

Claims (9)

1. 一種抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒，包括：一聚乙烯原料；以及一雙離子高分子，分散於該聚乙烯原料中，其中該雙離子高分子包含AU_nBU_m的嵌段共聚物、無規共聚物或交替共聚物，其中，AU表示-CR¹R²-所示之具有取代基之二價亞甲基，BU表示-CH₂CR²R³-所示之具有取代基之二價伸乙基或-CR²R⁴CH₂CR²R⁵-所示之具有取代基之二價伸丙基，並且m表示5至120的整數，n表示5至120的整數，其中R¹表示碳數3至18之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基、酯基、芳香基，或碳數5至12之雜芳基，R²表示氫原子或甲基，R³表示-COOR’或-CONR”H，R⁴表示氫原子或羧基，並且當R⁴為氫原子時，R⁵為-COOR’或-CONR”H，其中當R⁴為羧基時，R⁵為陽離子基，其中R’及R”分別表示甜菜鹼基、磺基甜菜鹼基或羧基甜菜鹼基。
2. 如請求項1所述之聚乙烯膠粒，其中當該聚乙烯原料的添加量為100重量份時，該雙離子高分子的添加量介於0.2重量份至1重量份之間。
3. 如請求項1所述之聚乙烯膠粒，更包含一助劑分散於該聚乙烯原料之間。
4. 如請求項3所述之聚乙烯膠粒，其中該助劑包含一環氧植物油、一安定劑、一滑劑或其組合。
5. 如請求項4所述之聚乙烯膠粒，其中當該聚乙烯原料的添加量為100重量份時，該雙離子高分子的添加量介於0.2重量份至1重量份之間，並且該聚乙烯膠粒更包含：3重量份至10重量份的該環氧植物油；小於3重量份的該安定劑；以及小於1重量份的該滑劑。
6. 一種製造抗生物分子沾黏的聚乙烯膠粒的方法，包括：提供一聚乙烯原料；提供一雙離子高分子，其中該雙離子高分子包含AU_nBU_m的嵌段共聚物、無規共聚物或交替共聚物，其中，AU表示-CR¹R²-所示之具有取代基之二價亞甲基，BU表示-CH₂CR²R³-所示之具有取代基之二價伸乙基或-CR²R⁴CH₂CR²R⁵-所示之具有取代基之二價伸丙基，並且m表示5至120的整數，n表示5至120的整數，其中R¹表示碳數3至18之直鏈狀、支鏈狀或環 狀烷基、酯基、芳香基，或碳數5至12之雜芳基，R²表示氫原子或甲基，R³表示-COOR’或-CONR”H，R⁴表示氫原子或羧基，並且當R⁴為氫原子時，R⁵為-COOR’或-CONR”H，其中當R⁴為羧基時，R⁵為陽離子基，其中R’及R”分別表示甜菜鹼基、磺基甜菜鹼基或羧基甜菜鹼基；混合該聚乙烯原料以及該雙離子高分子，獲得一混合物；將該混合物加熱至溫度為70℃至200℃之間，並使該混合物成為熔融態；對加熱後的該混合物執行一混煉加工步驟；以及以10℃-25℃的冷卻水對該混合物進行一冷卻步驟，獲得該聚乙烯膠粒。
7. 如請求項6所述之方法，其中該混合該聚乙烯原料以及該雙離子高分子的步驟包括，當該聚乙烯原料的添加量為100重量份時，該雙離子高分子的添加量介於0.2重量份至1重量份之間。
8. 如請求項6所述之方法，其中該混煉加工步驟包括使用一雙螺桿押出機，將該雙螺桿押出機的螺桿轉速控制在70rpm至240rpm之間，產出該聚乙烯膠粒。
9. 如請求項6所述之方法，其中在該提供該聚 乙烯原料的步驟之後，更包括：提供一助劑；混合該助劑與該聚乙烯原料，獲得一預加工物；混合該預加工物以及該雙離子高分子，獲得一加工混合物；將該加工混合物加熱至溫度為70℃至200℃之間，並使該混合物成為熔融態；對加熱後的該加工混合物執行該混煉加工步驟；以及以10℃-25℃的冷卻水對該混合物進行一冷卻步驟，獲得該聚乙烯膠粒。

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