Adhesivo acrílico para ensamblar elementos que están en contacto con sustancias biológicas.

Un dispositivo biomédico para la distribución o contención de sustancias biológicas que comprende al menos dos componentes ensamblados entre sí con una composición de adhesivo que comprende al menos un monómero de tri (met) acrilato de poliol y al menos un monómero de mono (met) acrilato de polialquilenglicol.

Adhesivo acrílico para ensamblar elementos que están en contacto con sustancias biológicas

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un adhesivo acrílico para ensamblar elementos que están en contacto con sustancias biológicas, y a un dispositivo ensamblado con él.

Más en particular, la presente invención se refiere a una composición de adhesivo acrílico que comprende una mezcla de al menos un monómero de tri (met) acrilato de poliol y al menos un monómero de mono (met) acrilato de polialquilenglicol para ensamblar elementos hechos de materiales plásticos, como PMMA o SAN, o material inorgánico, como vidrio o metales, empleados para fabricar dispositivos para la distribución o contención de sustancias biológicas, como proteínas, enzimas, anticuerpos, antígenos, ADN, y similares.

La presente invención también se refiere a dispositivos para la distribución o contención de sustancias biológicas ensamblados con una composición de adhesivo acrílico, y particularmente dispositivos de eyección térmica o piezoeléctrica, y micromatriz de biochips.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el campo biomédico, se conocen dispositivos para la distribución o contención de sustancias biológicas, como proteínas, enzimas, anticuerpos, antígenos, ADN, y similares, disueltas en disoluciones o fluidos biológicos.

Tales dispositivos biomédicos se fabrican ensamblando diferentes componentes de diferentes materiales mediante composiciones adhesivas. Varias patentes y publicaciones de patentes describen tales tipos de dispositivos.

La patente US nº 5.338.688 describe un dispositivo para expulsar fluidos biológicos, que comprende un depósito conectado con una cámara de eyección provista de un elemento calefactor. La patente US nº 4.877.745 describe un dispositivo similar, en el que la cámara de eyección se proporciona con un elemento piezoeléctrico.

La patente US nº 6.830.621 describe un aparato de descarga de líquidos que comprende (i) una porción de contención del líquido para contener el líquido sonda, (ii) una abertura de suministro para suministrar el líquido sonda a la porción de contención del líquido, (iii) una boquilla de descarga de líquido para descargar el líquido sonda, y (iv) una trayectoria de flujo que conecta la boquilla con la porción de contención del líquido. Las aberturas de la boquilla y la abertura de suministro se describen en caras mutuamente opuestas del aparato. El aparato tiene una estructura laminada compuesta de un primer elemento con forma de placa en el que se forman dichas boquillas, y un segundo elemento con forma de placas en el que se forma dicha pluralidad de aberturas de suministro del líquido, y elementos intermedios con forma de placas en los que se realiza la trayectoria de flujo que conecta la boquilla con la porción de contención del líquido.

El documento EP 1.933.138 describe micromatrices de sondas de captura sobre un sustrato a usar en ensayos biológicos, por ejemplo para examinar fluidos biológicos de tipo analito, tales como muestras de sangre o de tejido humanas, en busca de la presencia y/o concentración de ciertas bacterias, virus y/u hongos. Las sondas de captura tienen una capacidad de unión selectiva por un factor indicativo predeterminado, tal como una secuencia proteica, de ADN o de ARN. En la técnica de micromatrices, se inmoviliza en localizaciones específicas de un sustrato sólido biosensor, por ejemplo mediante impresión, un conjunto de sondas de captura específicas, escogiéndose cada una de ellas a fin de interactuar específicamente (por ejemplo hibridarse en el caso de una micromatriz de ADN) con un compuesto biológico diana particular. Las sondas adecuadas pueden comprender biofluidos que contienen el factor indicativo específico, por ejemplo una disolución de una secuencia de ADN específica y/o anticuerpo. Después de que el sustrato se ha proporcionado con las sondas de captura, por ejemplo imprimiéndolas sobre el sustrato usando un dispositivo de chorro de tinta, se fuerza al fluido del analito a pasar a través del sustrato, o se fuerza a que pase sobre el sustrato. A fin de ser capaces de visualizar la presencia de un factor indicativo en el fluido del analito, las moléculas del fluido del analito se pueden proporcionar por ejemplo con un etiquetado fluorescente y/o magnético. En el caso de un ELISA (ensayo inmunosorbente enlazado a enzima) , una enzima se une al segundo anticuerpo, en lugar de a un radiomarcador. Entonces se forma un compuesto intensamente coloreado o fluorescente mediante la acción catalítica de esta enzima. Las moléculas marcadas del fluido del analito se adhieren a esas sondas de captura del sustrato que tienen la capacidad de unión para la molécula considerada. Esto da como resultado una fluorescencia detectable en el punto donde se adhiere el factor específico, al menos cuando se usa marcaje fluorescente. Las moléculas capturadas se leen típicamente mediante iluminación con una fuente de luz, y el patrón fluorescente se registra con la ayuda de una cámara CCD, por ejemplo. El patrón registrado es una característica de la presencia de una bacteria o un conjunto de bacterias. Proporcionando sondas de captura con diferente especificidad por diferentes factores, la matriz se puede usar para ensayar diversos factores diferentes al mismo tiempo. Usando tales matrices es posible el cribado de alto rendimiento de fluidos de analitos para una gran cantidad de factores en un solo experimento.

El problema principal de los dispositivos biomédicos obtenidos ensamblando diferentes componentes de materiales diferentes mediante composiciones adhesivas se refiere a la reducción de la resistencia de adhesión con el

envejecimiento, en particular cuando se ponen en contacto entre sí diferentes materiales (como metales, silicio, plástico, o vidrio) y se exponen a esfuerzos mecánicos y térmicos.

Además, los componentes de los dispositivos biomédicos descritos en la técnica, en particular en los campos microelectrónicos y microhidráulicos empleados en la tecnología derivada de la impresión por chorro de tinta, deben ser compatibles con las sustancias biológicas. En consecuencia, los materiales componentes no deberían contener las sustancias biológicas sobre su superficie, y no deberían liberar ninguna sustancia contaminante al fluido biológico.

Además, la superficie del material componente debería tener una elevada capacidad de humectabilidad para permitir una difusión fácil de los fluidos biológicos, que tienen típicamente una base acuosa, en el dispositivo biomédico. La humectabilidad es incluso más importante en dispositivos que contienen conductos microhidráulicos, en los que el flujo de los fluidos depende de las fuerzas capilares e interacciones entre el fluido y la superficie de contacto.

Se conocen en la técnica tratamientos superficiales para reducir las interacciones químicas y físicas entre las superficies de los materiales y los fluidos biológicos, tales como, por ejemplo, el tratamiento por plasma, tratamiento de corona, o revestimiento de película. Sin embargo, los tratamientos por plasma y de corona tienen una duración limitada a lo largo del tiempo. Los tratamientos de revestimiento de película, que alteran la superficie del material, también pueden hacer difícil la adhesión subsiguiente de los componentes y su resistencia con el envejecimiento.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Se ha encontrado sorprendentemente que los problemas mencionados anteriormente se pueden superar ensamblando los componentes de un dispositivo biomédico para la distribución o contención de sustancias biológicas con una composición adhesiva que comprende una mezcla de al menos un monómero de tri (met) acrilato de poliol y al menos un monómero de mono (met) acrilato de polialquilenglicol.

Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un dispositivo biomédico para la distribución o contención de sustancias biológicas, que comprende dos componentes ensamblados entre sí con una composición adhesiva que comprende al menos un monómero de tri (met) acrilato de poliol y al menos un monómero de mono (met) acrilato de polialquilenglicol.

En otro aspecto, la presente invención se refiere a un dispositivo biomédico para la distribución o contención de sustancias biológicas, que comprende al menos una superficie del mismo cubierta con una capa de composición acrílica curada que tiene una humectabilidad igual o menor que 50º.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a un método para ensamblar un dispositivo biomédico que comprende al menos dos componentes, en el que dicho procedimiento comprende las etapas de (i) formar una película de una composición adhesiva... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo biomédico para la distribución o contención de sustancias biológicas que comprende al menos dos componentes ensamblados entre sí con una composición de adhesivo que comprende al menos un monómero de tri (met) acrilato de poliol y al menos un monómero de mono (met) acrilato de polialquilenglicol.

2. El dispositivo biomédico según la reivindicación 1, en el que dicho monómero de tri (met) acrilato de poliol se selecciona del grupo que consiste en triacrilato de ditrimetilolpropano (DiTMPTTA) , triacrilato de tris- (2-hidroxietil) isocianurato (THEICTA) , triacrilato de dipentaeritritol (DiPETA) , triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (TMPEOTA) , triacrilato de trimetilolpropano propoxilado (TMPPOTA) , triacrilato de pentaeritritol etoxilado (PETEOIA) , triacrilato de glicerilo propoxilado (GPTA) , triacrilato de pentaeritritol (PETA) , triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA) y triacrilato de pentaeritritol modificado, trimetacrilato de trietilenglicol (TIEGTMA) , trimetacrilato de tetraetilenglicol (TTEGTMA) , trimetacrilato de polietilenglicol (PEGTMA) , trimetacrilato de trihidroxihexano (HTTMA) , trimetacrilato de bisfenol A etoxilado, y trimetacrilato de trimetilolpropano (TMPTMA) .

3. El dispositivo biomédico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composición de adhesivo comprende de alrededor de 40% a alrededor de 90% en peso, basado en el peso total de dicha composición de adhesivo, de dicho al menos un monómero de tri (met) acrilato de poliol.

4. El dispositivo biomédico según la reivindicación 1, en el que dicho monómero de mono (met) acrilato de polialquilenglicol se selecciona del grupo que consiste en monometacrilato de polipropilenglicol, monometacrilato de polietilenglicol, monometacrilato de polietilenglicol-polipropilenglicol, monoacrilato de polipropilenglicol, monoacrilato de polietilenglicol, monoacrilato de polipropilenglicol-politrimetileno, monometacrilato de polietilenglicolpolitetrametilenglicol, monometacrilato de metoxipolietilenglicol, monometacrilato de perfluoroalquiletilpolioxialquileno, y sus combinaciones.

5. El dispositivo biomédico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composición de adhesivo comprende de alrededor de 5% a alrededor de 35% en peso, basado en el peso total de dicha composición de adhesivo, de dicho al menos un monómero de mono (met) acrilato de polialquilenglicol.

6. El dispositivo biomédico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composición de adhesivo comprende de alrededor de 1% a alrededor de 25% en peso, basado en el peso total de la composición, de al menos un iniciador de radicales seleccionado del grupo de iniciadores sensibles a radiación UV y/o azul (fotoiniciador) e iniciadores térmicos (termoiniciador) .

7. El dispositivo biomédico según la reivindicación 6, en el que dicho fotoiniciador se selecciona del grupo que consiste en 2, 2’- (2, 5-tiofenodiil) bis (5-terc-butibenzoxazol) ; 1-hidroxiciclohexil fenil cetona; 2, 2-dimetoxi-2fenilacetofenona; xantona; fluorenona; antraquinona; 3-metilacetofenona; 4-clorobenzofenona; 4, 4’dimetoxibenzofenona; 4, 4’-diaminobenzofenona; cetona de Michler; benzofenona; benzoin propil éter; benzoin etil éter; bencil dimetil cetal, 1- (4-isopropilfenil) -2-hidroxi-2-metilpropan-1-ona; 2-hidroxi-2-metil-1-fenilpropan-1-ona; formiato de metilbenzoílo; tioxantona; dietiltioxantona; 2-isopropiltioxantona; 2-clorotioxantona; 2-metil-1- (4 (metiltio) fenil) -2-morfolinopropan-1-ona; y óxido de 2, 4, 6-trimetilbenzoildifenilfosfina.

8. El dispositivo biomédico según la reivindicación 6, en el que dicho termoiniciador se selecciona del grupo que consiste en peróxidos orgánicos y azocompuestos.

9. El dispositivo biomédico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composición de adhesivo comprende de alrededor de 0, 01% a alrededor de 2% en peso de un agente de flujo siloxánico, basado en el peso total de la composición.

10. El dispositivo biomédico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composición de adhesivo comprende de alrededor de 1% a alrededor de 20%, basado en el peso total de la composición, de al menos un agente de acoplamiento silánico.

11. El dispositivo biomédico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composición de adhesivo comprende de alrededor de 1% a alrededor de 20%, basado en el peso total de la composición, de al menos un depurador de oxígeno.

12. El dispositivo biomédico según la reivindicación 11, en el que dicho depurador de oxígeno se selecciona del grupo que consiste en fenoles sustituidos y aminas aromáticas.

13. Un dispositivo biomédico para la distribución o contención de sustancias biológicas, que comprende al menos una superficie del mismo cubierta con una capa de composición de adhesivo acrílico curada que tiene una humectabilidad igual a o menor que 50º, en el que dicha capa de composición de adhesivo acrílico curada se obtiene con una composición de adhesivo como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. El dispositivo biomédico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho dispositivo biomédico comprende una cabeza (1) de eyección térmica o piezoeléctrica que comprende un orificio (3) , una

cámara de eyección, y un elemento de actuación sobre un sustrato (2) de silicio, al menos una capa (4, 8) de barrera, al menos una capa adicional (10, 12, 13) , y, opcionalmente, una capa de cubierta.

15. El dispositivo biomédico según la reivindicación 14, en el que dicho dispositivo biomédico comprende además cámaras (15) de depósito y aberturas (16) de suministro.

16. El dispositivo biomédico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 13, en el que dicho dispositivo biomédico comprende un sustrato transparente (21) , una cámara (23) realizada en una capa (24) polimérica en forma de fotopatrón, para contener muestras biológicas y reactivos, y una cubierta (25) provista de orificios (26) de entrada y salida para introducir y después eliminar por lavado dichas muestras biológicas y reactivos.

17. Un método para ensamblar un dispositivo biomédico que comprende al menos dos componentes, en el que dicho procedimiento comprende las etapas de (i) formar una película de una composición de adhesivo que comprende al menos un monómero de tri (met) acrilato de poliol y al menos un monómero de mono (met) acrilato de polialquilenglicol sobre al menos una superficie de dichos al menos dos componentes, (ii) poner en contacto dicha al menos una superficie de dichos al menos dos componentes a ensamblar, y (iii) curar dicha composición de adhesivo.

18. El método de ensamblaje según la reivindicación 17, en el que dicha etapa (i) de formación de la película se lleva a cabo mediante técnicas de revestimiento por pulverización.

19. El método de ensamblaje según cualquiera de las reivindicaciones 17 ó 18, en el que dicha composición de adhesivo tiene una viscosidad menor que 100 cPoise.

20. El método de ensamblaje según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que dicha etapa de formación de la película está libre de disolventes.

21. El método de ensamblaje según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en el que dicha al menos una superficie se somete a un tratamiento por plasma antes de dicha etapa (i) de formación de la película.

22. El método de ensamblaje según la reivindicación 21, en el que dicho tratamiento por plasma se lleva a cabo en ausencia de oxígeno con un gas de plasma seleccionado del grupo que consiste en hidrocarburos saturados e insaturados, hidrocarburos que contienen nitrógeno, nitrógeno, amoníaco, hidrógeno, y sus mezclas.

23. El método de ensamblaje según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 22, en el que dicha etapa (ii) de puesta en contacto comprende una etapa de centrado para alinear los componentes a unir.

24. El método de ensamblaje según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 23, en el que dicha etapa (ii) de puesta en contacto comprende una etapa de vacío para eliminar aire atrapado y/o exceso de adhesivo.

25. El método de ensamblaje según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, en el que se realiza un tratamiento térmico entre dicha etapa (i) de formación de la película y dicha etapa (ii) de puesta en contacto.

26. El método de ensamblaje según la reivindicación 25, en el que dicho tratamiento térmico se realiza durante un período de 1 a 30 minutos a una temperatura de 50ºC a 200ºC.

27. El método de ensamblaje según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 26, en el que dicha etapa (iii) de curado se lleva a cabo mediante exposición a radiación que tiene una longitud de onda en el intervalo de UV-azul, tratamiento térmico a una temperatura menor que 135ºC, o una combinación de los mismos.

28. Una composición de adhesivo que comprende al menos un monómero de tri (met) acrilato de poliol como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 3, al menos un monómero de mono (met) acrilato de polialquilenglicol como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 4 y 5, y al menos un iniciador de radicales como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, y en el que dicha composición de adhesivo comprende además al menos uno de los siguientes componentes:

de alrededor de 0, 01% a alrededor de 2% en peso de un agente de flujo siloxánico, basado en el peso total de la composición,

de alrededor de 1% a alrededor de 20% de al menos un agente de acoplamiento silánico, basado en el peso total de la composición, y

de alrededor de 1% a alrededor de 20%, basado en el peso total de la composición, de al menos un depurador de oxígeno.