技术领域
[0001] 本发明涉及纤维片结构体,其包含由明胶纤维束和热塑性树脂纤维束构成的并捻丝束。
相关背景技术
[0002] 明胶是对由牛骨、牛皮、猪皮等获得的胶原蛋白的三重螺旋分子进行酸处理或碱处理后用热水提取而得到的改性胶原蛋白,在进入生物体内的情况下抗原性低,并且与现有的生物吸收性材料相比,其被所有的酶降解,故在各阶段生物吸收性都快,因此适合用作生物吸收性材料。以往,明胶以粉末、片或海绵的形态进行处理,主要用于食品原材料、照相乳剂、药物用胶囊等,最近明胶的优异的生物相容性(低抗原性和高生物吸收性)受到关注,被期待在创伤/烧伤治疗用原材料或人工皮肤用基质材料等医疗用材料中应用。在生物体内细胞通过三维相互作用发挥功能。另外,在考虑生物体外三维细胞培养的支架材料的情况下,在生物体外模仿生物体时,三维细胞培养是一种手段,希望是高级结构体。从如上所述的观点来看,在医疗用途中的使用或细胞培养的支架材料中,希望用具有高的强度和断裂伸长率的长纤维(长丝)制作机织物、针织物、编带这样的高级结构体。
[0003] 例如,专利文献1中提出了:将包含明胶和聚乙二醇等水溶性直链状高分子的水溶液挤出到空气中进行纺丝。专利文献2中提出了明胶纤维的制造方法,其是将明胶溶液排出到凝固浴中形成凝胶状纤维,取出并拉伸,去除残留的溶液。专利文献3中提出了:将明胶水溶液加热使形成溶胶状态,在空气中纺丝后,浸渍在交联剂溶液中使其交联。专利文献4中提出了明胶纤维的制造方法,其是将含有包含酰胺化合物、碱金属或碱土金属的卤化物盐的溶液的明胶溶液通过湿式纺丝挤出到醇溶液中使明胶丝凝固,洗涤交联剂等添加成分。
[0004] 在将具有高的强度和断裂伸长率的机织物、针织物、编带这样的高级结构体用作医疗用材料的情况下,需要将细胞固定于该高级结构体并使其生长。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2012‑167397号公报;
[0008] 专利文献2:日本特开2005‑120527号公报;
[0009] 专利文献3:日本特开2005‑163204号公报;
[0010] 专利文献4:日本特开2001‑89929号公报。
具体实施方式
[0085] 以下,对本发明所涉及的实施方式进行详细说明。但本发明并不限定于以下的实施方式。在以下的实施方式中,除非特别指明,否则其构成要素(也包括要素步骤等)并非必须。关于数值及其范围也一样,并不限制本发明。
[0086] 《第1实施方式》
[0087] <高级结构体>
[0088] 第1实施方式的高级结构体包含明胶纤维束。
[0089] 第1实施方式的高级结构体只要包含明胶纤维束即可,可以是任何的结构体,优选针织物、机织物、编带,从具有收缩性(操作性)、尺寸稳定性、机械特性、使细胞生长的适度空间的观点来看,更优选为针织物。
[0090] 若修剪针织物并加入到培养液中,则有时会卷曲(curl)。作为抑制卷曲的方法,可通过罗纹针织或平针织法等制作针织物,也可将线对称地卷曲的两片针织物缝合进行双面针织。通过进行双面针织,不仅可抑制卷曲,而且在用作支架材料时,由于明胶的高亲水性,细胞培养液容易保持在针织物网眼中,具有提高细胞培养性的优点。
[0091] 将第1实施方式的高级结构体在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率优选为3~30%、更优选为5~28%、进一步优选为7~26%、特别优选为7~24%、最优选2
为7~22%。上述失重率是测定25cm高级结构体的重量,用10μm的薄膜滤器包裹,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时,从磷酸缓冲生理盐水中提起装有高级结构体的薄膜滤器,在室温水中浸渍30分钟后,用KimTowel吸去水分,将装有高级结构体的薄膜滤器在80℃下干燥24小时,从薄膜滤器中取出高级结构体并测定重量,通过下述式算出的值。
[0092] 失重率[%]=100‑[100×(浸渍后的重量)]/(浸渍前的重量)
[0093] 将第1实施方式的高级结构体在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率若为上述范围内,则细胞粘附性优异,另外,可抑制已生长的细胞的癌化。在细胞强力地粘附于高级结构体的情况下,处于细胞以二维方式生长的倾向,主要可适合用作埋入型医疗用材料,在细胞微弱地粘附于高级结构体的情况下,处于细胞以球体这样的三维方式生长的倾向,可适合用作生物体外三维细胞培养的支架材料。另外,可防止明胶在生物体内易溶,而且在用作医疗用材料、三维细胞培养的支架材料的情况下操作性优异。
[0094] 上述失重率可通过对明胶纤维束前体进行热交联、使用交联剂的化学交联、使用紫外线或放射线、电子射线的物理交联中的任一种处理(耐水处理)来控制。
[0095] 第1实施方式的高级结构体的厚度优选为30~5000μm、更优选为50~3000μm、进一步优选为100~2000μm、特别优选为150~1000μm。高级结构体的厚度若小于30μm,则高级结构体的强度降低而容易破损,因此不优选。若超过5000μm,则高级结构体具有足以进行操作的强度,但在用作细胞培养的支架材料时,会发生在高级结构体的厚度中央附近细胞因缺氧等而死亡等问题。上述厚度可通过在切取成3cm见方的高级结构体的端部粘贴胶带以固定高级结构体,并使用接触式厚度计来测定。
[0096] 作为第1实施方式的高级结构体的孔隙率,优选60~97%的范围、更优选65~95%、进一步优选70~93%、特别优选75~92%。若孔隙率小于60%,则高级结构体的伸缩性显著降低,例如难以沿着患处粘贴高级结构体。另一方面,若孔隙率超过97%,则因孔隙太大而难以将细胞固定于高级结构体。上述孔隙率是测定切取成5cm见方的高级结构体的厚度、重量,利用下述式算出。
[0097] 孔隙率(%)=100×[1‑a÷{(b+c)÷(b÷d+c÷e)}÷(f×25)]
[0098] a:切取成5cm见方的高级结构体的重量(g);
[0099] b:明胶纤维束的纤度(dtex);
[0100] c:热塑纤维束的纤度(dtex);
[0101] d:明胶纤维束密度(g/cm3);
[0102] e:热塑纤维束密度(g/cm3);
[0103] f:高级结构体的厚度(cm)。
[0104] 需要说明的是,明胶纤维束密度采用1.27g/cm3,作为热塑纤维束密度,聚乙醇酸3 3
纤维束密度采用1.53g/cm、聚乳酸纤维束密度采用1.25g/cm。另外,在不使用热塑纤维束、而仅由明胶纤维束制作高级结构体的情况下,计算中不包含上述c、e。
[0105] 第1实施方式的高级结构体可通过用于制造针织物、机织物、编带等的已知方法来制造。
[0106] 第1实施方式的高级结构体通过包含明胶纤维束,成为湿润状态下的触感接近于生物组织的状态,因此在仅由热塑性树脂纤维束构成的高级结构体对比中具有容易滑动的特征。为了使热塑性树脂纤维束的触感接近于生物组织,可在热塑性树脂纤维束的表面涂敷胶原蛋白、明胶等。
[0107] 通常,由热塑性树脂纤维束构成的高级结构体为疏水性,因此存在非常难以使细胞培养液浸渗到高级结构体中的问题。然而,第1实施方式的高级结构体包含亲水性优异的明胶纤维束,因此可使细胞培养液容易浸渗,容易在高级结构体的内部固定细胞并使其生长。
[0108] 以下,对第1实施方式的高级结构体进行详细说明。
[0109] (明胶纤维束)
[0110] 构成第1实施方式的明胶纤维束的明胶纤维的根数优选为2~90根、更优选为3~60根、进一步优选为4~50根。
[0111] 另外,明胶纤维束的纤度优选为10~600dtex、更优选为30~500dtex、进一步优选为50~400dtex。明胶纤维束的纤度是测定每10000m的克数而得的值。
[0112] 若构成明胶纤维束的纤维的根数与明胶纤维束的纤度为上述范围内,则可提高高级结构体的质地、伸缩性、尺寸稳定性等品质。
[0113] 明胶纤维束的纤度可通过构成明胶纤维束的纤维的根数或后述的明胶纤维的纤度来控制。
[0114] 第1实施方式的明胶纤维束的拉伸强度优选为0.5~3.0cN/dtex、更优选为0.7~2.8cN/dtex、进一步优选为1.0~2.5cN/dtex。
[0115] 明胶纤维束的拉伸强度例如使用Tensilon(Orientec公司制造的RTC‑1210A)来测定。
[0116] 另外,明胶纤维束的断裂伸长率优选为30~300%、更优选为30~250%、进一步优选为40~200%、特别优选为50~150%。明胶纤维束的断裂伸长率使用Tensilon(Orientec公司制造的RTC‑1210A)来测定。
[0117] 若明胶纤维束的拉伸强度和断裂伸长率为上述范围内,则在纤维束的卷取、退绕、高级结构体的制作时可防止断丝,可容易地制作高级结构体。
[0118] 明胶纤维束的拉伸强度或断裂伸长率可通过后述的明胶的种类或纺丝条件来控制。
[0119] 将第1实施方式的明胶纤维束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率优选为3~30%、更优选为5~28%、进一步优选为7~26%、特别优选为7~24%、最优选为7~22%。上述失重率是通过测定100mm明胶纤维束的重量,用10μm的薄膜滤器包裹,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时,从磷酸缓冲生理盐水中提起装有明胶纤维束的薄膜滤器,在室温水中浸渍30分钟后,用KimTowel吸去水分,将装有明胶纤维束的薄膜滤器在80℃下干燥24小时,从薄膜滤器中取出纤维束并测定重量,通过下述式算出的值。
[0120] 失重率[%]=100‑[100×(浸渍后的重量)]/(浸渍前的重量)
[0121] 将第1实施方式的明胶纤维束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率若为上述范围内,则细胞粘附性优异,另外,可抑制已生长的细胞的癌化。在细胞强力地粘附于高级结构体的情况下,处于细胞以二维方式生长的倾向,主要可适合用作埋入型医疗用材料,在细胞微弱地粘附于高级结构体的情况下,处于细胞以球体这样的三维方式生长的倾向,可适合用作生物体外三维细胞培养的支架材料。另外,可防止明胶在生物体内易溶,而且在用作医疗用材料、三维细胞培养的支架材料的情况下操作性优异。
[0122] 将明胶纤维束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率可通过后述的不溶化处理的程度来控制。
[0123] 将第1实施方式的明胶纤维束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的溶胀率优选为110~350%、更优选为120~300%、进一步优选为130~300%。上述溶胀率是使用HIROX制造的光学显微镜RH2000测定构成明胶纤维束的明胶纤维的纤维直径,将明胶纤维束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时后,从磷酸缓冲生理盐水中提起明胶纤维束,在湿润状态下测定明胶纤维的纤维直径,通过下述式算出的值。
[0124] 溶胀率[%]=100×(浸渍后的纤维直径)/(浸渍前的纤维直径)
[0125] 将第1实施方式的明胶纤维束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的溶胀率若为上述范围内,则细胞粘附性优异,另外,可抑制已生长的细胞的癌化。在细胞强力地粘附于高级结构体的情况下,处于细胞以二维方式生长的倾向,主要可适合用作埋入型医疗用材料,在细胞微弱地粘附于高级结构体的情况下,处于细胞以球体这样的三维方式生长的倾向,可适合用作生物体外三维细胞培养的支架材料。另外,可防止明胶在生物体内易溶,而且在用作医疗用材料、三维细胞培养的支架材料的情况下操作性优异。
[0126] 作为构成明胶纤维束的明胶纤维的截面形状,可列举:实心圆、中空、扁平、星形、三角形、实心圆+翅片(fin)、中空+翅片等。在用作三维细胞培养的支架材料的情况下,与实心圆相比,有时优选扁平、星形、三角形这样的不规则形截面丝。
[0127] 在由高级结构体测定上述明胶纤维束的拉伸强度、断裂伸长率、失重率和溶胀率的情况下,用剪刀剪下高级结构体,捏住其丝端,抽出5cm以上的丝,作为测定用样品。
[0128] (高级结构体的制造方法)
[0129] 以下记载第1实施方式的高级结构体的制造方法,但没有特别限定。
[0130] 作为高级结构体的制造方法,优选包括以下的工序1和工序2以及工序3‑1或工序3‑2。
[0131] (工序1)将由包含30~70重量%的明胶原料的明胶溶液构成的纺丝原液(dope)在比明胶纺丝原液的溶胶‑凝胶转变温度高1~15℃的温度下从多孔喷丝头挤出成纤维状的工序;
[0132] (工序2)将所挤出的明胶纤维卷取于线轴(bobbin)并制作明胶纤维束前体的工序;
[0133] (工序3‑1)将上述明胶纤维束前体不溶化后进行组织化,从而制作高级结构体的工序;
[0134] (工序3‑2)将上述明胶纤维束前体进行组织化后进行不溶化,从而制作高级结构体的工序。
[0135] 上述工序2中,在将所挤出的明胶纤维卷取于线轴之前,包括沿着输送辊的周面输送的输送工序,在所挤出的明胶纤维到达最初到达的第一输送辊时明胶纤维的回潮率优选为5~25重量%。
[0136] 上述明胶纤维束前体的回潮率优选为5~20重量%。
[0137] 上述工序2中,在卷取于线轴之前,包括使选自乙二醇、聚乙二醇、甘油中的至少1种与低级醇的混合溶液附着于所挤出的明胶纤维的工序。
[0138] 在上述工序1中,优选上述明胶的凝冻强度为100~350g、明胶纺丝原液的溶胶‑凝胶转变温度为15~60℃。
[0139] 第1实施方式的高级结构体可如下制作:将由明胶溶液构成的纺丝原液从多孔喷丝头挤出成纤维状,将所挤出的明胶纤维卷取于线轴制作明胶纤维束前体,通过将明胶纤维束前体不溶化制作明胶纤维束,之后通过进行组织化制作高级结构体。另外,如上所述,可在制作纤维束前体、并将纤维束前体组织化后进行不溶化,从而制作由明胶纤维束构成的高级结构体。
[0140] 需要说明的是,组织化是指由纤维束或纤维束前体制作机织物、针织物或编带。
[0141] 构成明胶溶液的明胶原料是解开来自牛骨、牛皮、猪皮、鸟或鱼的胶原蛋白的三重螺旋,作为一条分子链而得到的。所述明胶原料的制造方法有酸处理法或石灰处理法等,第1实施方式中使用的明胶原料可以是通过任一种方法制造的明胶原料,或者可以是市售的明胶原料。另外,市售的明胶原料在其制造工序中在提取之前会经过各种纯化工序,因此蛋白以外的成分少,一般而言,通常是蛋白为85%以上、水分为8~14%、灰分为2%以下、其它(脂质、多糖类等)为1%以下的组成,第1实施方式也可使用所述一般的明胶原料。明胶原料是胶原蛋白的热改性物质,因此其氨基酸组成与胶原蛋白大致相同,但与其它蛋白相比非常特殊,甘氨酸占整体的约三分之一,氨基酸序列中每3个中有1个重复。作为判别胶原蛋白与明胶的方法,例如可通过观察在广角X射线测定中得到的31.5度的信号来判别。该31.5度的信号是来自胶原蛋白的三重螺旋结构的信号,若由胶原蛋白表征的三重螺旋结构被解开成为明胶,则该信号消失。
[0142] 另外,对明胶原料的分子量没有特别限定,关于与分子量高度相关的凝冻强度,从纺丝性的观点来看,优选为100~350g、更优选为150~320g、进一步优选为220~310g。凝冻强度是指,将6.67%的明胶水溶液在10℃下冷却17小时,使用岛津制作所制造的小型台式试验机EZ‑SX,对所调制的明胶溶液的表面用二分之一英寸(12.7mm)直径的柱塞压下4mm所需的载荷(g)。
[0143] 若明胶原料的凝冻强度为上述范围内,则可防止明胶纤维的拉丝性显著降低,而且,通过抑制纤维中的水分保持率,可防止在卷取中断丝。
[0144] 明胶原料在明胶溶液中所占的含量优选为30~70重量%、更优选为40~60重量%。若明胶原料在明胶溶液中所占的含量为上述范围内,则可防止明胶纤维的拉丝性显著降低,而且,在明胶溶液制造过程中产生的泡容易脱泡,可防止纺丝时的断丝。
[0145] 溶解明胶原料的溶剂为水,根据需要,可添加(多元)醇类、二甲基亚砜等以调节粘度。
[0146] 明胶溶液的溶胶‑凝胶转变温度优选为15~60、更优选为20~60℃、进一步优选为20~55℃、特别优选为20~50℃。上述溶胶‑凝胶转变温度例如使用TA Instrument制造的流变仪ARES来测定。
[0147] 若溶胶‑凝胶转变温度为上述范围内,则可抑制粘附性变强,制造明胶纤维时的操作性提高,而且,可防止所卷取的明胶纤维的粘连。另外,可防止明胶在纺丝温度下热分解并引起断丝。
[0148] 明胶纤维束前体是通过将由明胶原料和水等溶剂构成的纺丝原液从多孔喷丝头挤出到空气中成纤维状,使通过喷丝头正下方的拉伸而解开的胶原蛋白的三重螺旋分子的分子链适度取向,同时适度控制纤维内的回潮率来制造。通过控制该解开的胶原蛋白三重螺旋分子的分子链的取向度和纤维内的回潮率,可提高丝的拉伸强度和断裂伸长率,同时可抑制纤维彼此之间的粘连。
[0149] 将纺丝原液从多孔喷丝头挤出到空气中成纤维状的纺丝可以是干式、半干式、湿式中的任一种方法,在干燥去除溶剂的过程中,可防止在纤维的表面或内部形成孔隙、且可抑制明胶纤维的拉伸强度或断裂伸长率降低,因此优选以干式制造。干式纺丝温度优选为比纺丝原液的溶胶‑凝胶转变温度高1~25℃的温度、更优选为比其高5~20℃的温度。若为上述范围内,则可防止拉丝性的显著降低。
[0150] 在第1实施方式中使用的明胶纤维束前体的制造中,优选从刚刚纺丝后就使纤维内的水分含量急剧降低至5~25重量%的范围。若纤维内的水分含量为上述范围内,则可抑制粘附性,可防止从多孔喷丝头排出的明胶纤维彼此之间的粘连、或可防止明胶纤维在制造工序中粘附于辊,另外,还可使卷取于线轴的明胶纤维前体容易地从线轴退绕。而且,可抑制丝的伸长率的显著降低,可防止在明胶纤维束的制造工序、从线轴重卷的高级结构体的制造过程中的断丝。
[0151] 在将从喷丝头挤出的明胶纤维卷取于线轴之前,可包括沿着输送辊的周面输送的输送工序。
[0152] 所挤出的明胶纤维到达最初到达的第一输送辊时明胶纤维的回潮率优选为5~25重量%、更优选为5~20重量%。上述回潮率通过将明胶丝卷绕于第一输送辊,测量0.5g卷取的纤维,使用Karl Fischer式回潮率测定仪(HIRANUMA公司制造的EV‑2010)在150℃/N2气氛下测定。
[0153] 若回潮率为上述范围内,则可防止明胶纤维粘附于输送辊,另外,可抑制丝的伸长率的显著降低,可防止断丝。
[0154] 回潮率可通过利用干燥空气或干燥热风空气等进行干燥来控制。
[0155] 另外,为了防止因纤维彼此之间的接触导致的粘连,优选预先将输送辊设为带槽的引导辊等。
[0156] 将明胶纤维卷取于线轴而得到的明胶纤维束前体的回潮率优选为5~20重量%、更优选为5~15重量%。上述回潮率是测量0.5g卷取于线轴的纤维束前体,使用Karl Fischer式回潮率测定仪(HIRANUMA公司制造的EV‑2010)在150℃/N2气氛下测定。
[0157] 若回潮率为上述范围内,则可容易地将明胶纤维前体从线轴退绕,另外,可抑制丝的伸长率的显著降低,可防止从线轴重卷的高级结构体在制造过程中断丝。
[0158] 回潮率可通过利用干燥热风空气等进行干燥来控制。另外,在通过第一输送辊之后,可使用卷绕机将纤维束适时干燥。
[0159] 第1实施方式中使用的明胶纤维束优选以纺丝牵伸(排出线速度/卷取速度)为0.01~2的范围制造、更优选以0.05~1.5的范围制造。若为上述范围内,则已解开的胶原蛋白的三重螺旋分子的分子链的取向变得充分,可防止拉伸强度的降低,另外,可抑制纤维直径变得过大,在到达第一输送辊之前可充分降低明胶纤维的回潮率,结果是可防止明胶纤维粘附于辊。而且,可抑制断裂伸长率显著降低,可防止在明胶纤维束的制造工序、从线轴重卷的高级结构体的制造过程中断丝。
[0160] 在将从喷丝头挤出的明胶纤维卷取于线轴之前,可包含使油剂附着于明胶纤维的工序。优选在纤维内的回潮率达到5~20重量%的范围后使油剂附着于纤维表面。通过使油剂附着于纤维表面,可使多根明胶纤维会聚成为明胶纤维束来操作。通过油剂的附着,在明胶纤维束的制造工序、从线轴重卷的高级结构体的制造过程中丝的操作性显著改善。从第1实施方式的高级结构体用作医疗用材料的角度考虑,优选使用具有生物相容性的油剂,例如可列举:乙二醇、聚乙二醇、甘油等。优选例如用乙醇等低级醇稀释这些化合物,以混合溶液的形式附着于纤维表面,之后通过干燥去除低级醇。油剂可在制作高级结构体后通过洗涤而去除,也可形成附着的状态。对油剂的附着量没有限制,只要是使多根明胶纤维会聚成为纤维束的附着量即可,例如优选0.5~5重量%。
[0161] 明胶纤维的纤维截面形状可以是任何形状。作为纤维截面形状,可列举:实心圆、中空、扁平、星形、三角形、实心圆+翅片、中空+翅片等。在用作三维细胞培养支架材料的情况下,与实心圆截面相比,有时优选具有扁平、星形、三角形等不规则形截面的不规则形截面丝。
[0162] 明胶纤维的拉伸强度优选为0.5~3cN/dtex、更优选为0.7~2.8cN/dtex、进一步优选为1.0~2.5cN/dtex。明胶纤维的拉伸强度是从明胶纤维束前体中取出单丝,例如使用Tensilon(Orientec公司制造的RTC‑1210A)来测定。
[0163] 另外,明胶纤维的断裂伸长率优选为30~250%、更优选为40~200%、进一步优选为50~150%。明胶纤维的断裂伸长率是从明胶纤维束中取出单丝,例如使用Tensilon(Orientec公司制造的RTC‑1210A)来测定。
[0164] 若明胶纤维的拉伸强度和断裂伸长率为上述范围内,则可耐受明胶纤维束的制造或高级结构体的制作。
[0165] 作为使明胶纤维束前体不溶化的工序,可将明胶纤维束前体不溶化来制作明胶纤维束,也可将纤维束前体组织化后进行不溶化,从而制作由明胶纤维束构成的高级结构体。不溶化(不溶于水的处理)可以是热交联、使用交联剂的化学交联、使用紫外线或放射线、电子射线的物理交联中的任一种方法,也可适时组合。在热交联的情况下,可在大气中,也可在真空中。热交联时的温度为110~200℃、更优选120~190℃、进一步优选130~180℃的范围。若温度低于100℃,则交联不充分,在湿润状态下明胶溶于水而无法用作支架材料,在高于200℃的温度下,明胶发生热分解,纤维强度显著降低,因此不优选。可通过热处理温度与热处理时间的组合适时改变交联程度,作为热处理时间,优选3~48小时,从生产率的观点来看,优选4~24小时的范围。
[0166] 在使用交联剂的化学交联的情况下,在去除纤维中的交联剂的洗涤过程中在纤维中形成孔隙,明胶纤维的拉伸强度或断裂伸长率有时会降低。这种情况下,在由不溶化处理后的明胶纤维束制作高级结构体的过程中有时会引起断丝。因此,在通过化学交联施行不溶化处理的情况下,优选在对纤维束前体进行组织化之后再进行化学交联处理。作为化学交联中使用的交联剂,可列举:戊二醛、六亚甲基二异氰酸酯等。
[0167] 第1实施方式中制作的高级结构体例如可浸渍在20~80%的甘油水溶液中。通过将高级结构体浸渍在甘油水溶液中,还可制成对患处的追随性更高的湿润质地的医疗用材料。
[0168] 第1实施方式的高级结构体可包含添加剂。作为添加剂,可示例:柠檬酸(酐)、马来酸(酐)等多元酸或γ氧化铁等磁性颗粒、羟基磷灰石等无机物、促进细胞的生长或分化的内源性蛋白、胶原蛋白等。这些添加剂可涂覆于高级结构体,也可涂覆于明胶纤维束、明胶纤维束前体、明胶纤维,还可添加在明胶原料中。
[0169] (并捻丝束)
[0170] 第1实施方式的高级结构体可进一步包含热塑性树脂纤维束,明胶纤维束与热塑性树脂纤维束可以是并捻丝束。
[0171] 对作为热塑性树脂纤维束中的热塑树脂没有限制,只要是用作医疗用材料的树脂即可,例如可列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乳酸(PLLA、PLLDA)、聚‑ε‑己内酯(PCL)、以及它们的(LA‑CL)共聚物、聚乙醇酸(PGA)、乙醇酸与乳酸的共聚物(PLGA)、聚谷氨酸等。其中,从热塑性树脂纤维束的分解所伴随的产酸比较温和、不易引起炎症的观点来看,优选聚乳酸(PLLA、PLLDA)、乙醇酸与乳酸的共聚物(PLGA)、聚乙醇酸(PGA)、聚谷氨酸中的任一种。
[0172] 构成热塑性树脂纤维束的热塑性树脂纤维的根数优选为5~70根、更优选为7~50根、进一步优选为10~30根。
[0173] 若为上述范围内,则可显著改善包含明胶的高级结构体的强度,故优选。
[0174] 构成并捻丝束的明胶纤维的根数与热塑性树脂纤维的根数的总计优选为10~300根、更优选为20~280根,进一步优选为25~250根。
[0175] 若为上述范围内,则包含明胶的高级结构体不仅为高强度,而且在湿润下具有适度的滑动性,因此例如可埋入或卷绕于软骨周边的滑动部分。
[0176] 热塑性树脂纤维束的纤度优选为10~100dtex、更优选为15~60dtex、进一步优选为20~50dtex。
[0177] 若为上述范围内,则从提高高级结构体的质地、伸缩性、尺寸稳定性等品质的观点来看优选。
[0178] 并捻丝束的纤度优选为20~800dtex、更优选为40~700dtex、进一步优选为50~600dtex。
[0179] 若为上述范围内,则包含明胶的高级结构体为高强度,除了会提高质地、伸缩性、尺寸稳定性等品质,还具有可应用于软骨周边部等滑动部分的湿润下的适度的滑动性,故优选。
[0180] 并捻丝束的拉伸强度优选为1.0~20.0cN/dtex、更优选为2.0~18.0cN/dtex、进一步优选为3.0~15.0cN/dtex、特别优选为4.0~12.0cN/dtex。并捻丝束的拉伸强度例如使用Tensilon(Orientec公司制造的RTC‑1210A)来测定。
[0181] 另外,并捻丝束的断裂伸长率优选为20~250%、更优选为20~200%、进一步优选为20~150%、特别优选为25~150%。并捻丝束的断裂伸长率使用Tensilon(Orientec公司制造的RTC‑1210A)来测定。
[0182] 若并捻丝束的拉伸强度和断裂伸长率为上述范围内,则可防止在并捻丝束的卷取、退绕、高级结构体的制作时断丝,可容易地制作高级结构体。
[0183] 将第1实施方式的并捻丝束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率优选为3~30%、更优选为5~28%、进一步优选为7~26%、特别优选为7~24%、最优选为7~22%。上述失重率是测定100mm的并捻丝束的重量,用10μm的薄膜滤器包裹,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时,从磷酸缓冲生理盐水中提起装有并捻丝束的薄膜滤器,在室温水中浸渍30分钟后,用KimTowel吸去水分,将装有并捻丝束的薄膜滤器在80℃下干燥24小时,从薄膜滤器中取出并捻丝束,测定重量,通过下述式算出的值。
[0184] 失重率[%]=100‑[100×(浸渍后的重量)]/(浸渍前的重量)
[0185] 将第1实施方式的并捻丝束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率若为上述范围内,则细胞粘附性优异,另外,可抑制已生长的细胞的癌化。在细胞强力地粘附于高级结构体的情况下,处于细胞以二维方式生长的倾向,主要可适合用作埋入型医疗用材料,在细胞微弱地粘附于高级结构体的情况下,处于细胞以球体这样的三维方式生长的倾向,可适合用作生物体外三维细胞培养的支架材料。另外,可防止明胶在生物体内易溶,而且在用作医疗用材料、三维细胞培养的支架材料的情况下操作性优异。
[0186] 将并捻丝束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率可通过后述的不溶化处理的程度来控制。
[0187] 将第1实施方式的并捻丝束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的溶胀率优选为110~350%、更优选为120~300%、进一步优选为130~300%。上述溶胀率是使用HIROX制造的光学显微镜RH2000测定构成并捻丝束的并捻丝束的束直径,将并捻丝束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时后,从磷酸缓冲生理盐水中提起并捻丝束,在湿润状态下测定并捻丝束的束直径,通过下述式算出的值。
[0188] 溶胀率[%]=100×(浸渍后的并捻丝束直径)/(浸渍前的并捻丝束直径)[0189] 将第1实施方式的并捻丝束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的溶胀率若为上述范围内,则可抑制已生长的细胞的癌化,另外,可防止明胶在生物体内易溶,而且在用作医疗用材料、三维细胞培养的支架材料的情况下操作性优异。
[0190] 在由高级结构体测定上述的并捻丝束的拉伸强度、断裂伸长率、失重率和溶胀率的情况下,用剪刀剪下高级结构体,捏住其丝端,抽出5cm以上的丝,作为测定用样品。
[0191] 构成热塑性树脂纤维束的热塑性树脂纤维的纤维截面形状可以是任何形状,可列举:实心圆、中空、扁平、星形、三角形、实心圆+翅片、中空+翅片等。在用作三维细胞培养的支架材料的情况下,与实心圆截面相比,有时优选不规则形截面。
[0192] 第1实施方式的高级结构体中使用的热塑性树脂纤维可包含添加剂。作为添加剂,可示例:柠檬酸(酐)、马来酸(酐)等多元酸或γ氧化铁等磁性颗粒、羟基磷灰石等无机物、促进细胞的生长或分化的内源性蛋白、胶原蛋白或抗癌药等药剂等。这些添加剂可涂覆于热塑性树脂纤维。
[0193] 作为在热塑树脂纤维束上涂覆胶原蛋白等生物降解性树脂的方法,可示例:边将热塑纤维束倒卷边在洗涤浴中去掉油剂使其干燥后,将热塑纤维束浸渍在胶原蛋白溶液中,将胶原蛋白涂覆于热塑纤维束并干燥以进行卷取的方法等。胶原蛋白具有容易热改性的性质,因此优选地在40℃以下、优选在30℃以下、进一步优选在25℃以下涂覆使其干燥。若涂覆或干燥温度过低,则胶原蛋白溶液冻结而无法涂覆,或者干燥不充分,因此优选地在
0℃以上、优选在5℃以上、进一步优选在10℃以上进行处理。作为胶原蛋白溶液的浓度,优选使用0.005~3重量%的酸溶液。若胶原蛋白溶液的浓度小于0.005重量%,则无法使热塑树脂纤维束通过胶原蛋白而会聚,纤维束的操作变难。另一方面,若超过3重量%,则热塑树脂纤维束变硬,操作性显著变差。胶原蛋白溶液浓度的更优选的范围是0.01~2重量%。需要说明的是,也可将涂覆有胶原蛋白的热塑纤维束在100~150℃下进行热处理或化学处理以使涂覆的胶原蛋白不溶于水。
[0194] 胶原蛋白具有细胞粘附性非常优异的性质,因此例如由涂覆有胶原蛋白的热塑树脂纤维束和明胶纤维束构成的高级结构体具有细胞不会从其间隙脱落、细胞固定成纤维状、细胞培养性优异的特征。另外,通过涂覆胶原蛋白,成为触感接近于生物组织的状态,因此还具有在湿润状态下滑动性变得非常好的特征。
[0195] 需要说明的是,除胶原蛋白以外,作为生物降解性树脂,可列举:明胶这样的来自生物体的树脂、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、乳酸/乙醇酸共聚物(PLGA)、聚谷氨酸等合成高分子。
[0196] 并捻丝束中的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的比例(明胶纤维束的纤度:热塑性树脂纤维束的纤度)为1:5~5:1。
[0197] (并捻丝束的制造方法)
[0198] 第1实施方式的热塑性树脂纤维可通过熔融纺丝来制作,也可购入市售品的热塑性树脂纤维束进行使用。
[0199] 第1实施方式的包含并捻丝束的高级结构体是以由明胶纤维束前体和热塑性树脂纤维束构成的并捻丝束前体为起始原料制造的。由明胶纤维束前体和热塑性树脂纤维束构成的并捻丝束前体可以是将多根纤维束前体供给至并捻丝机来制作。
[0200] 可在明胶纤维束前体的周围边螺旋状地卷绕热塑性树脂纤维束边捻丝,也可在热塑性树脂纤维束的周围边螺旋状地卷绕明胶纤维束前体边捻丝。
[0201] 可通过捻丝等将处于附着有油剂的状态的明胶纤维束前体和热塑性树脂纤维束并捻丝,也可通过交织等使各纤维束缠绕并捻丝。
[0202] 并捻丝束前体可通过与上述的将明胶纤维束前体不溶化的工序相同的方法,由并捻丝束前体制作并捻丝束后进行组织化,从而制作高级结构体。另外,也可在将并捻丝束前体组织化后进行不溶化,从而制作由并捻丝束构成的高级结构体。
[0203] 第1实施方式的包含并捻丝束的高级结构体例如可层叠有无纺布、针织物、机织物等片。例如在层叠明胶或胶原蛋白无纺布的情况下,可示例以下的方法:将并捻丝束前体组织化后,通过静电纺丝等在并捻丝束前体上层叠无纺布。层叠的明胶或胶原蛋白无纺布可通过交联处理而不溶于水。
[0204] (层叠高级结构体)
[0205] 第1实施方式的高级结构体可以是包含由生物降解性树脂构成的结构体的层叠高级结构体。作为生物降解性树脂,可列举:明胶或胶原蛋白这样的来自生物体的树脂、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、乳酸/乙醇酸共聚物(PLGA)、聚谷氨酸等合成高分子。另外,作为进行层叠的结构体,可列举:无纺布、针织物、机织物等形状,优选为无纺布。高级结构体的间隙(针织物的网眼)比细胞的大小要大很多。因此,在使用高级结构体作为细胞培养的支架材料的情况下,细胞从高级结构体的间隙脱落,无法固定,细胞培养需要时间。相对于此,若使用包含高级结构体和由生物降解性树脂构成的结构体的层叠高级结构体作为细胞培养的支架材料,则由生物降解性树脂构成的结构体捕捉细胞,使细胞固定于层叠高级结构体,可缩短细胞培养时间。作为包含高级结构体和由生物降解性树脂构成的结构体的层叠高级结构体的制造方法,例如可示例:边将高级结构体的卷状物倒卷,边通过静电纺丝或熔喷等向高级结构体上吹喷无纺布同时进行输送,用压延辊等热压后进行卷取的方法;在切取的高级结构体上层叠由生物降解性树脂构成的结构体后批量热压的方法等。作为热压的温度,优选40~90℃,作为压力,优选5kPa~3MPa的范围。热压温度若低于40℃,则构成层叠高级结构体的高级结构体与由生物降解性树脂构成的结构体容易发生层间剥离,若为高于90℃的温度,则构成高级结构体的明胶纤维发生熔接,损及作为第1实施方式的高级结构体的特征的伸缩性,因此不优选。热压温度的优选范围是40~80℃。若热压压力小于5kPa,则构成层叠高级结构体的高级结构体与由生物降解性树脂构成的结构体容易发生层间剥离,若超过3MPa,则会损及作为第1实施方式的高级结构体的特征的伸缩性,因此不优选。热压压力的更优选的范围优选为400kPa~2MPa的范围。
[0206] 将第1实施方式的层叠高级结构体在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率优选为3~30%、更优选为5~28%、进一步优选为7~26%。
[0207] 若为上述范围内,则细胞粘附性优异,另外,可抑制已生长的细胞的癌化。在细胞强力地粘附于高级结构体的情况下,处于细胞以二维方式生长的倾向,主要可适合用作埋入型医疗用材料,在细胞微弱地粘附于高级结构体的情况下,处于细胞以球体这样的三维方式生长的倾向,可适合用作生物体外三维细胞培养的支架材料。另外,可防止明胶在生物体内易溶,而且在用作医疗用材料、三维细胞培养的支架材料的情况下操作性优异。
[0208] 第1实施方式的层叠高级结构体的厚度优选为30~5000μm、更优选为50~3000μm、进一步优选为100~2000μm、特别优选为150~1000μm。层叠高级结构体的厚度若小于30μm,则层叠高级结构体的强度降低而容易破损,因此不优选。若超过5000μm,则层叠高级结构体具有足以进行操作的强度,但在用作细胞培养的支架材料时,会发生在层叠高级结构体的厚度中央附近细胞因缺氧等而死亡等问题。上述厚度可通过在切取成3cm见方的层叠高级结构体的端部粘贴胶带以固定层叠高级结构体,使用接触式厚度计来测定。
[0209] 作为第1实施方式的层叠高级结构体的孔隙率,优选60~97%的范围、更优选65~95%、进一步优选70~93%、特别优选75~92%。若孔隙率小于60%,则层叠高级结构体的伸缩性显著降低,例如难以将层叠高级结构体沿着患处粘贴。另一方面,若孔隙率超过
97%,则孔隙太大,因此难以将细胞固定于层叠高级结构体。上述孔隙率是测定切取为5cm见方的层叠高级结构体的厚度、重量,利用下述式算出。
[0210] 孔隙率(%)=100×[1‑a÷{(b+c)÷(b÷d+c÷e)}÷(f×25)]
[0211] a:切取成5cm见方的层叠高级结构体的重量(g);
[0212] b:明胶纤维束的纤度(dtex);
[0213] c:热塑纤维束的纤度(dtex);
[0214] d:明胶纤维束密度(g/cm3);
[0215] e:热塑纤维束密度(g/cm3);
[0216] f:层叠高级结构体的厚度(cm)。
[0217] 需要说明的是,明胶纤维束密度采用1.27g/cm3,作为热塑纤维束密度,聚乙醇酸3 3
纤维束密度采用1.53g/cm、聚乳酸纤维束密度采用1.25g/cm。另外,在不使用热塑纤维束、而仅由明胶纤维束制作高级结构体的情况下,计算中不包含上述c、e。
[0218] <高级结构体和层叠高级结构体的特性>
[0219] 第1实施方式的高级结构体和层叠高级结构体的质地、滑动性和细胞粘附性优异。
[0220] 质地可根据用干燥的手触摸高级结构体和层叠高级结构体时的手感来评价。用双手捏住切取成5cm见方的高级结构体的两端进行拉伸,或者将捏住的一端向上侧、另一端向下侧拉伸,重复进行该操作3次,从而评价质地。若没有伸缩性,则容易成为硬的质地,难以沿着生物组织,因此需要适度的伸缩性。
[0221] 滑动性可使用KATO TECH制造的摩擦感试验仪(型号:KES‑SE)进行评价。将切取成5cm见方的高级结构体和层叠高级结构体在蒸馏水中浸渍1小时后,用金属框将样品固定在测定台上,使载荷50g、10mm见方的硅传感器以1.0mm/秒爬行,测定平均摩擦系数和摩擦系数的平均偏差。
[0222] 第1实施方式的高级结构体和层叠高级结构体的平均摩擦系数优选为0.05~0.60、更优选为0.10~0.50、进一步优选为0.15~0.45、最优选为0.20~0.40。若为上述范围内,则具有接近于生物组织的滑动性,与生物组织摩擦时,不易产生炎症。
[0223] 第1实施方式的高级结构体和层叠高级结构体的摩擦系数的平均偏差优选为0.40~1.60、更优选为0.45~1.45、进一步优选为0.50~1.40、最优选为0.60~1.30。若为上述范围内,则第1实施方式的高级结构体在湿润状态下具有接近于生物组织的柔软度和滑动性。因此,可适合用作创伤/烧伤治疗用原材料或人工皮肤用基质材料等,与生物组织摩擦时不易产生炎症,故优选。
[0224] 第1实施方式的包含明胶纤维束的高级结构体和层叠高级结构体其用于固定细胞的细胞粘附性优异。细胞粘附性与细胞培养性密切相关,如果细胞粘附性强,则细胞有效地固定于高级结构体,细胞培养性优异。另一方面,若细胞粘附性低,则细胞无法很好地固定于高级结构体,其结果,细胞培养性处于变差的倾向。
[0225] 明胶是具有生物相容性(低抗原性和高生物吸收性)的原材料,因此可适合用作促进细胞分化、增强细胞功能、移植后的固定性等优异的三维细胞培养的支架材料。另外,第1实施方式的高级结构体和层叠高级结构体在湿润状态下具有接近于生物组织的柔软度和滑动性。因此,可适合用作创伤/烧伤治疗用原材料或人工皮肤用基质材料等,在与生物组织摩擦时不易产生炎症,故优选。
[0226] 关于高级结构体和层叠结构体的细胞粘附性和细胞培养性,可将HeLa细胞在结构体上静置培养3天,在荧光显微镜下观察经荧光标记的细胞,进行评价。
[0227] 《第2实施方式》
[0228] <纤维片结构体的构成>
[0229] 本发明的纤维片结构体包含针织组织,具有细胞载置表面和背面,背面的平均孔径小于细胞载置表面的平均孔径,针织组织包含由明胶纤维束和热塑性树脂纤维束构成的并捻丝束,纤维片结构体的厚度为30~5000μm,构成明胶纤维束的明胶纤维的根数为5~30根,明胶纤维的纤度为0.5~10dtex,并捻丝束中的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的总根数为2~20根,并捻丝束中的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的根数比例为5:1~1:5。
[0230] 本发明的纤维片结构体包含针织组织。针织组织是指连续地制作线圈(环)并将下一个线圈钩在该线圈上以形成面的布料组织。针织组织有纬编和经编,纬编是在纬向连续制作网眼而形成的针织组织,经编是在经向连续制作网眼而形成的针织组织。纬编有平针组织(平针织物)、罗纹组织、双反面组织,经编有经编织物(tricot)/拉舍尔经编织物(raschel)。
[0231] 本发明的纤维片结构体中的针织组织包含由明胶纤维束和热塑性树脂纤维束构成的并捻丝束。
[0232] 本发明的纤维片结构体中的构成明胶纤维束的明胶纤维的根数优选为5~60根、更优选为10~40根。
[0233] 另外,构成本发明的纤维片结构体中的明胶纤维束的明胶纤维的纤度优选为0.5~10dtex、更优选为1~8dtex、更优选为2~5dtex。明胶纤维的纤度是测定每10000m的克数而得的值。若明胶纤维的纤度处于上述范围,则由于明胶纤维本身成为细而柔软的纤维,因此不仅可抑制因断丝而在明胶纤维束上起毛,还可防止明胶纤维束变硬。
[0234] 若构成本发明的纤维片结构体中的明胶纤维束的明胶纤维的根数和明胶纤维的纤度为上述范围内,则可提高纤维片结构体的质地、伸缩性、尺寸稳定性等品质。
[0235] 本发明的纤维片结构体中的明胶纤维束的拉伸强度和断裂伸长率的优选范围、测定方法与上述的第1实施方式的高级结构体中的明胶纤维束的拉伸强度和断裂伸长率的优选范围、测定方法相同。
[0236] 作为构成本发明的纤维片结构体中的明胶纤维束的明胶纤维的截面形状,可列举:实心圆、中空、扁平、星形、三角形、实心圆+翅片、中空+翅片等。在用作三维细胞培养的支架材料的情况下,与实心圆相比,有时优选扁平、星形、三角形这样的不规则形截面丝。
[0237] 在测定纤维片结构体中的明胶纤维束的拉伸强度、断裂伸长率的情况下,可将在与纤维片结构体制作过程的不溶化相同的条件下处理过的明胶纤维束作为测定用样品,或者用剪刀剪下,捏住其丝端,抽出5cm以上的丝,作为测定用样品。
[0238] 对本发明的纤维片结构体中的热塑性树脂纤维束的热塑树脂没有限制,只要是用作医疗用材料的树脂即可,例如可列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乳酸(PLLA、PLLDA)、聚‑ε‑己内酯(PCL)、以及它们的(LA‑CL)共聚物、聚乙醇酸(PGA)、乙醇酸与乳酸的共聚物(PLGA)、聚谷氨酸等。其中,从热塑性树脂纤维束的分解所伴随的产酸比较温和、不易引起炎症的观点来看,优选聚乳酸(PLLA、PLLDA)、乙醇酸与乳酸的共聚物(PLGA)、聚乙醇酸(PGA)、聚谷氨酸中的任一种。
[0239] 构成本发明的纤维片结构体中的热塑性树脂纤维束的热塑性树脂纤维的根数优选为5~70根、更优选为7~50根、进一步优选为10~30根。若为上述范围内,则可显著改善纤维片结构体的强度,故优选。
[0240] 构成本发明的纤维片结构体中的并捻丝束的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的总根数优选为2~20根、更优选为2~10根。若为上述范围内,则可减少明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的并捻丝次数,可提高生产效率。
[0241] 本发明的纤维片结构体中的并捻丝束中的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的根数比例优选为5:1~1:5。若为上述范围内,则并捻丝束不仅具有可足以耐受制作纤维片结构体的强度,还具有接近于生物组织的滑动性,与生物组织摩擦时不易产生炎症。并捻丝束中的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的根数比例的更优选的范围是3:1~1:3。
[0242] 本发明的纤维片结构体中的并捻丝束的拉伸强度、断裂伸长率、在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率和在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的溶胀率的优选范围、测定方法、控制方法与上述的第1实施方式的高级结构体中的并捻丝束的拉伸强度、断裂伸长率、在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率和在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的溶胀率的优选范围、测定方法、控制方法相同。
[0243] 在由纤维片结构体测定上述的纤维片结构体中的并捻丝束的拉伸强度、断裂伸长率、在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率和在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的溶胀率的情况下,用剪刀剪下纤维片结构体,捏住其丝端,抽出5cm以上的并捻丝束,作为测定用样品。
[0244] 构成本发明的纤维片结构体中的热塑性树脂纤维束的热塑性树脂纤维的纤维截面形状可以是任何形状,可列举:实心圆、中空、扁平、星形、三角形、实心圆+翅片、中空+翅片等。在用作三维细胞培养的支架材料的情况下,与实心圆截面相比,有时优选不规则形截面。
[0245] 本发明的纤维片结构体中使用的热塑性树脂纤维可含有添加剂,与上述的第1实施方式的高级结构体中使用的热塑性树脂纤维中可含有的添加剂相同。
[0246] 本发明的纤维片结构体具有细胞载置表面和背面,细胞载置表面是载置细胞以进行细胞培养且细胞侵入的面,在设置于细胞培养容器中的情况下,是指成为上面的面。
[0247] 本发明的纤维片结构体其细胞载置背面的平均孔径小于上述细胞载置表面的平均孔径。这种情况下,细胞从不妨碍细胞侵入的细胞载置表面侵入纤维片结构体内部并固定,具有抑制细胞从小于细胞载置表面的平均孔径的细胞载置背面的网眼滑落的效果。
[0248] 本发明的纤维片结构体其细胞载置表面的平均孔径优选为5~123μm、更优选为10~115μm。若细胞载置表面的平均孔径为上述范围内,则可使细胞容易地从纤维片结构体的表面侵入结构体内部,另外,可防止细胞从网眼(孔隙)滑落,可将细胞固定在纤维片结构体上。本发明的纤维片结构体中的细胞载置表面的平均孔径可通过使用数码显微镜(株式会社Hirox制造、RH‑2000)获得切取成5cm见方的纤维片结构体的35倍图像(像素数:1920×1200),之后使用带显微镜的2D测量软件“HRS‑2D”,通过二值化处理将所得图像分为孔隙和孔隙以外的部分,使用该软件在60~300μm之间以10μm间隔制作孔径的直方图,使用该直方图,利用等级值和度数通过下述式算出平均孔径。
[0249] 平均孔径(μm)={(等级值×度数)的总计}÷(度数的总计)
[0250] 本发明的纤维片结构体的细胞载置背面的平均孔径优选为5~115μm、更优选为7~110μm。
[0251] 本发明的纤维片结构体其细胞载置表面中150μm以上的孔隙数的比例优选为35%以下、更优选为25%以下、进一步优选为20%以下、特别优选为15%以下。上述情况下,可防止细胞从网眼(孔隙)滑落,可将细胞固定在纤维片结构体上。本发明的纤维片结构体中的细胞载置表面中150μm以上的孔隙数的比例可通过利用上述的用于计算平均孔径的直方图,用孔径为150μm以上的度数总计除以60~300μm之间的度数总计,算出孔径为150μm以上的孔隙数的比例。
[0252] 本发明的纤维片结构体的孔隙率优选为60~97%、更优选为65~95%、进一步优选为70~93%、特别优选为75~92%。若孔隙率小于60%,则纤维片结构体的伸缩性显著降低,例如难以沿着患处粘贴纤维片结构体。另一方面,若孔隙率超过97%,则孔隙太大,故难以将细胞固定于纤维片结构体。本发明的纤维片结构体的孔隙率的测定方法与上述的第1实施方式的高级结构体的孔隙率的测定方法相同。
[0253] 本发明的纤维片结构体的针织组织的孔隙数优选为600个/mm3以上、优选为1.5×3 3 3 3 3 3
10个/mm以上、优选为1.8×10个/mm以上、优选为2.1×10个/mm以上。上述情况下,可向纤维片结构体内部大量输送细胞,可有效地使细胞固定于纤维片结构体。本发明的纤维片结构体中的针织组织的孔隙数是利用上述中求得的平均孔径和孔隙率通过下述式算出。
[0254] 孔隙数/mm3=a×0.01÷(4/3×3.14×(0.001×b/2)3)
[0255] a:孔隙率(%);
[0256] b:孔径(μm)。
[0257] 本发明的纤维片结构体优选为2个层层叠而成的结构体,其中,细胞载置表面侧的层和背面侧的层为针织组织,该针织组织为平针织物或平针组织。平针织物或平针组织因布料表面的凹凸少,故具有平面性高、表面性光滑的特征。另外,1层的平针织物或平针组织通常会卷曲,导致片结构体成为圆筒状。这种情况下,不仅难以将细胞均匀地固定于纤维片结构体,操作性也差。然而,通过将向上凸起卷曲的片与向下凸起卷曲的片这两层粘合,作用的应力相互为相同程度,因此可抑制卷曲。通过抑制卷曲,不仅可将细胞均匀地固定于纤维片结构体,操作性也提高。而且,通过层叠2个层,可增加固定有细胞的面积,并大幅地降低细胞从网眼滑落的频率,因此结果是成为细胞培养性优异的纤维片结构体。
[0258] 本发明的纤维片结构体优选为3个层层叠而成的结构体,其中,所述结构体的细胞载置表面侧的层为针织组织,背面侧的层为无纺布,该表面侧的层与该背面侧的层之间的中间层为针织组织,该针织组织为平针织物或平针组织,该无纺布包含明胶纤维。由于无纺布没有残留应力而不会卷曲,因此通过将该表面侧的层与该背面侧的层之间的中间层设为针织组织,作用的应力相互为相同程度,因此可抑制卷曲。通过抑制卷曲,不仅可使细胞均匀地固定于纤维片结构体,操作性也提高。另外,与针织物结构相比,无纺布的平均孔径压倒性地小,因此可将从细胞载置表面侧侵入的细胞留在纤维片结构体内,结果是,成为细胞培养性非常优异的纤维片结构体。
[0259] 本发明的纤维片结构体优选为2个层层叠而成的结构体,其中,细胞载置表面侧的层为针织组织,背面侧的层为无纺布,该针织组织为罗纹组织,该无纺布包含明胶纤维。罗纹针织是表面和背面为相同的组织,因此不卷曲。无纺布也不卷曲,因此层叠有无纺布的结构体不卷曲。因此,不仅可使细胞均匀地固定于纤维片结构体,操作性也提高。与针织物结构相比,无纺布的平均孔径压倒性地小,因此可将从细胞载置表面侧侵入的细胞留在纤维片结构体内,结果是,成为细胞培养性非常优异的纤维片结构体。另外,与重叠2个针织组织的层而成的纤维片结构体相比,针织组织为1层,因此具有可使厚度变薄的特征。
[0260] 本发明的纤维片结构体优选由罗纹组织构成的针织组织的结构体。上述情况下,罗纹针织不卷曲,因此不仅可使细胞均匀地固定于纤维片结构体,操作性也提高。另外,与重叠2个针织组织的层而成的纤维片结构体相比,针织组织为1层,因此具有可使厚度变薄的特征。
[0261] 本发明的纤维片结构体的厚度优选为30~5000μm、更优选为50~3000μm、进一步优选为100~2000μm、特别优选为150~1000μm。在为上述范围的情况下,纤维片结构体的强度高而不易破损,另外,在用作细胞培养的支架材料时,可防止产生在纤维片结构体的厚度中央附近细胞因缺氧等而死亡等问题。本发明的纤维片结构体的厚度可通过在切取为3cm见方的纤维片结构体的端部粘贴胶带以固定纤维片结构体,使用接触式厚度计进行测定。
[0262] 将本发明的纤维片结构体在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率的优选范围、测定方法、控制方法与将上述的第1实施方式的高级结构体在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率的优选范围、测定方法、控制方法相同。
[0263] 本发明的纤维片结构体通过包含明胶纤维束,成为湿润状态下的触感接近于生物组织的状态,因此与仅由热塑性树脂纤维束构成的纤维片结构体相比,具有容易滑动的特征。通常,由热塑性树脂纤维束构成的纤维片结构体为疏水性,因此存在非常难以使细胞培养液浸渗到纤维片结构体中的问题。然而,本发明的纤维片结构体包含亲水性优异的明胶纤维束,因此不仅可使细胞培养液容易地浸渗、保液,还可使含有氧或营养素的体液在体内扩散,可容易地在纤维片结构体的内部固定细胞并使其生长。
[0264] 以下,记载本发明的纤维片结构体的制造方法,但没有特别限定。
[0265] 作为本发明的纤维片结构体的制造方法,优选包括以下的工序1和工序2以及工序3‑1、工序3‑2或工序3‑3、和工序4‑1或工序4‑2。
[0266] (工序1)将由包含30~70重量%的明胶原料的明胶溶液构成的纺丝原液在比明胶纺丝原液的溶胶‑凝胶转变温度高1~15℃的温度下从多孔喷丝头挤出成纤维状;
[0267] (工序2)将所挤出的明胶纤维卷取于线轴,制作明胶纤维束前体;
[0268] (工序3‑1)将上述明胶纤维束前体与热塑树脂纤维并捻丝后进行组织化,从而制作第2高级结构体;
[0269] (工序3‑2)将上述明胶纤维束前体与热塑树脂纤维并捻丝后进行组织化,之后层叠明胶无纺布以制作第2层叠高级结构体;
[0270] (工序3‑3)将上述明胶纤维束前体不溶化后与热塑树脂纤维并捻丝,进一步进行组织化,从而制作第2高级结构体;
[0271] (工序4‑1)将工序3‑1和工序3‑2中得到的第2高级结构体和第2层叠高级结构体中所含的明胶不溶化后进行压制以制作纤维片结构体;
[0272] (工序4‑2)对工序3‑3中得到的第2高级结构体进行压制以制作纤维片结构体;
[0273] 上述工序2中,优选在将所挤出的明胶纤维卷取于线轴之前,包括沿着输送辊的周面输送的输送工序,且所挤出的明胶纤维到达最初到达的第一输送辊时明胶纤维的回潮率为5~25重量%。
[0274] 上述明胶纤维束前体的回潮率优选为5~20重量%。
[0275] 上述工序2中,在卷取于线轴之前,包括使选自乙二醇、聚乙二醇、甘油中的至少1种与低级醇的混合溶液附着于所挤出的明胶纤维的工序。
[0276] 上述工序1中,优选上述明胶的凝冻强度为100~350g、明胶纺丝原液的溶胶‑凝胶转变温度为15~60℃。
[0277] 本发明的纤维片结构体可如下制作:将由明胶溶液构成的纺丝原液从多孔喷丝头挤出成纤维状,将所挤出的明胶纤维卷取于线轴,制作明胶纤维束前体,将明胶纤维束前体与热塑树脂纤维并捻丝后进行组织化,将由此得到的第2高级结构体或在该第2高级结构体上层叠无纺布而得的第2层叠高级结构体不溶化后进行压制,以制作纤维片结构体。另外,如上所述,可将事先不溶化的明胶纤维束前体与热塑树脂纤维并捻丝后进行组织化,对由此得到的第2高级结构体进行压制,以制作纤维片结构体。
[0278] 需要说明的是,组织化是指由并捻丝束来制作机织物、针织物或编带。
[0279] 构成本发明的纤维片结构体中的明胶溶液的明胶原料是解开来自牛骨、牛皮、猪皮、鸟或鱼的胶原蛋白的三重螺旋,作为一条分子链而得到的。所述明胶原料的制造方法有酸处理法或石灰处理法等,本发明的纤维片结构体中的明胶原料可以是通过任一种方法制造的明胶原料,或者可以是市售的明胶原料。另外,市售的明胶原料在其制造工序中在提取之前会经过各种纯化工序,因此蛋白以外的成分少,通常是蛋白为85%以上、水分为8~14%、灰分为2%以下、其它(脂质、多糖类等)为1%以下的组成,本发明也可使用所述一般的明胶原料。明胶原料是胶原蛋白的热改性物质,因此其氨基酸组成与胶原蛋白大致相同,但与其它蛋白相比非常特殊,甘氨酸占整体的约三分之一,氨基酸序列中每3个中有1个重复。作为判别胶原蛋白与明胶的方法,例如可通过观察在广角X射线测定中得到的31.5度附近的信号来判别。该31.5度的信号是来自胶原蛋白的三重螺旋结构的信号,若由胶原蛋白表征的三重螺旋结构被解开成为明胶,则该信号消失。
[0280] 另外,对明胶原料的分子量没有特别限定,关于与分子量高度相关的凝冻强度,从纺丝性的观点来看,优选为100~350g、更优选为150~320g、进一步优选为220~310g。凝冻强度是指,将6.67%的明胶水溶液在10℃下冷却17小时,使用岛津制作所制造的小型台式试验机EZ‑SX,对所调制的明胶溶液的表面用二分之一英寸(12.7mm)直径的柱塞压下4mm所需的载荷(g)。
[0281] 若明胶原料的凝冻强度为上述范围内,则可防止明胶纤维的拉丝性显著降低,而且,通过抑制纤维中的水分保持率,可防止在卷取中断丝。
[0282] 明胶原料在明胶溶液中所占的含量优选为30~70重量%、更优选为40~60重量%。若明胶原料在明胶溶液中所占的含量为上述范围内,则可防止明胶纤维的拉丝性显著降低,而且,在明胶溶液制造过程中产生的泡容易脱泡,可防止纺丝时的断丝。
[0283] 溶解明胶原料的溶剂为水,根据需要,可添加(多元)醇类、二甲基亚砜等以调节粘度。
[0284] 明胶溶液的溶胶‑凝胶转变温度优选为15~60、更优选为20~60℃、进一步优选为20~55℃、特别优选为20~50℃。上述溶胶‑凝胶转变温度例如使用TA Instrument制造的流变仪ARES来测定。
[0285] 若溶胶‑凝胶转变温度为上述范围内,则可抑制粘附性变强,制造明胶纤维时的操作性提高,而且,可防止所卷取的明胶纤维的粘连。另外,可防止明胶在纺丝温度下热分解并引起断丝。
[0286] 明胶纤维束前体是通过将由明胶原料和水等溶剂构成的纺丝原液从多孔喷丝头挤出到空气中成纤维状,使通过喷丝头正下方的拉伸而解开的胶原蛋白的三重螺旋分子的分子链适度取向,同时适度控制纤维内的水分含量来制造。通过控制该解开的胶原蛋白三重螺旋分子的分子链的取向度和纤维内的回潮率,可提高丝的拉伸强度和断裂伸长率,同时可抑制纤维彼此之间的粘连。
[0287] 将纺丝原液从多孔喷丝头挤出到空气中成纤维状的纺丝可以是干式、半干式、湿式中的任一种方法,在干燥去除溶剂的过程中,可防止在纤维的表面或内部形成孔隙、且可抑制明胶纤维的拉伸强度或断裂伸长率降低,因此优选以干式制造。干式纺丝温度优选为比纺丝原液的溶胶‑凝胶转变温度高1~25℃的温度、更优选为比其高5~20℃的温度。若为上述范围内,则可防止拉丝性的显著降低。
[0288] 在本发明中使用的明胶纤维束前体的制造中,优选从刚刚纺丝后就使纤维内的水分含量急剧降低至5~25重量%的范围。若纤维内的水分含量为上述范围内,则可抑制粘附性,可防止从多孔喷丝头排出的明胶纤维彼此之间的粘连、或防止明胶纤维在制造工序中粘附于辊,另外,可使卷取于线轴的明胶纤维前体容易地从线轴退绕。而且,可抑制丝的伸长率的显著降低,可防止在明胶纤维束的制造工序、从线轴重卷的纤维片结构体的制造过程中断丝。
[0289] 在将从喷丝头挤出的明胶纤维卷取于线轴之前,可包括沿着输送辊的周面输送的输送工序。
[0290] 所挤出的明胶纤维到达最初到达的第一输送辊时明胶纤维的回潮率优选为5~25重量%、更优选为5~20重量%。上述回潮率通过将明胶丝卷绕于第一输送辊,测量0.5g卷取的纤维,使用Karl Fischer式回潮率测定仪(HIRANUMA公司制造的EV‑2010)在150℃/N2气氛下测定。
[0291] 若回潮率为上述范围内,则可防止明胶纤维粘附于输送辊,另外,可抑制丝的伸长率的显著降低,可防止断丝。
[0292] 回潮率可通过利用干燥空气或干燥热风空气等进行干燥来控制。
[0293] 另外,为了防止因纤维彼此之间的接触导致的粘连,优选预先将输送辊设为带槽的引导辊等。
[0294] 将明胶纤维卷取于线轴而得的明胶纤维束前体的回潮率优选为5~20重量%、更优选为5~15重量%。上述回潮率是测量0.5g卷取于线轴的纤维束前体,使用Karl Fischer式回潮率测定仪(HIRANUMA公司制造的EV‑2010)在150℃/N2气氛下测定。
[0295] 若回潮率为上述范围内,则可容易地将明胶纤维前体从线轴退绕,另外,可抑制丝的伸长率的显著降低,可防止从线轴重卷的纤维片结构体的制造过程中的断丝。
[0296] 回潮率可通过利用干燥热风空气等进行干燥来控制。另外,在通过第一输送辊之后,可使用卷绕机将纤维束适时干燥。
[0297] 本发明中使用的明胶纤维束优选以纺丝牵伸(排出线速度/卷取速度)为0.01~2的范围制造、更优选以0.05~1.5的范围制造。若为上述范围内,则已解开的胶原蛋白的三重螺旋分子的取向变得充分,可防止拉伸强度的降低,另外,可抑制纤维直径变得过大,在到达第一输送辊之前可充分降低明胶纤维的回潮率,结果是,可防止明胶纤维粘附于辊。而且,可抑制断裂伸长率显著降低,可防止明胶纤维束的制造工序、从线轴重卷的纤维片结构体的制造过程中的断丝。
[0298] 在将从喷丝头挤出的明胶纤维卷取于线轴之前,可包含使油剂附着于明胶纤维的工序。优选在纤维内的回潮率达到5~20重量%的范围后使油剂附着于纤维表面。通过使油剂附着于纤维表面,可使多根明胶纤维会聚成为明胶纤维束来操作。通过油剂的附着,在明胶纤维束的制造工序、从线轴重卷的纤维片结构体的制造过程中丝的操作性显著改善。从本发明的纤维片结构体用作医疗用材料的角度考虑,优选使用具有生物相容性的油剂,例如可列举:乙二醇、聚乙二醇、甘油等。优选例如用乙醇等低级醇稀释这些化合物,以混合溶液的形式附着于纤维表面,之后通过干燥去除低级醇。油剂可在制作纤维片结构体之后通过洗涤去除,也可形成附着的状态。对油剂的附着量没有限制,只要是使多根明胶纤维会聚成为纤维束的附着量即可,例如优选0.5~5重量%。
[0299] 明胶纤维的纤维截面形状可以是任何形状。作为纤维截面形状,可列举:实心圆、中空、扁平、星形、三角形、实心圆+翅片、中空+翅片等。在用作三维细胞培养支架材料的情况下,与实心圆截面相比,有时优选具有扁平、星形、三角形等不规则形截面的不规则形截面丝。
[0300] 明胶纤维的拉伸强度优选为0.5~3cN/dtex、更优选为0.7~2.8cN/dtex、进一步优选为1.0~2.5cN/dtex。明胶纤维的拉伸强度是从明胶纤维束前体中取出单丝,例如使用Tensilon(Orientec公司制造的RTC‑1210A)来测定。
[0301] 另外,明胶纤维的断裂伸长率优选为30~250%、更优选为40~200%、进一步优选为50~150%。明胶纤维的断裂伸长率是从明胶纤维束中取出单丝,例如使用Tensilon(Orientec公司制造的RTC‑1210A)来测定。
[0302] 若明胶纤维的拉伸强度和断裂伸长率为上述范围内,则可耐受明胶纤维束的制造或纤维片结构体的制作。
[0303] 作为使明胶纤维束前体不溶化的工序,可将明胶纤维束前体不溶化来制作明胶纤维束,也可将纤维束前体与热塑树脂纤维并捻丝进行组织化后进行不溶化,从而制作由明胶纤维束构成的纤维片结构体。不溶化(不溶于水的处理)可以是热交联、使用交联剂的化学交联、使用紫外线或放射线、电子射线的物理交联中的任一种方法,也可适时组合。在热交联的情况下,可在大气中,也可在真空中。热交联时的温度为110~200℃、更优选120~190℃、进一步优选130~180℃的范围。若温度低于100℃,则交联不充分,在湿润状态下明胶溶于水而无法用作支架材料,在高于200℃的温度下,明胶发生热分解,导致纤维强度显著降低,因此不优选。可通过热处理温度与热处理时间的组合适时改变交联程度,作为热处理时间,优选3~72小时,从生产率的观点来看,优选12~50小时的范围。在使用交联剂的化学交联的情况下,在去除纤维中的交联剂的洗涤过程中在纤维中形成孔隙,明胶纤维的拉伸强度或断裂伸长率有时会降低。这种情况下,在由不溶化处理后的明胶纤维束制作纤维片结构体的过程中有时会引起断丝。因此,在通过化学交联施行不溶化处理的情况下,优选在对纤维束前体进行组织化之后再进行化学交联处理。作为化学交联中使用的交联剂,可列举:戊二醛、六亚甲基二异氰酸酯等。
[0304] 不溶化后的明胶纤维的拉伸强度或断裂伸长率是从对明胶纤维束前体进行不溶化处理而得到的明胶纤维束中抽出单丝,例如使用Tensilon(Orientec公司制造的RTC‑1210A)对该单丝进行测定。不溶化后的单丝的断裂伸长率优选为30~250%、更优选为40~
200%、进一步优选为50~150%。若不溶化后的单丝的拉伸强度和断裂伸长率为上述范围内,则可耐受纤维片结构体的制作。
[0305] 本发明的纤维片结构体中的热塑性树脂纤维可通过熔融纺丝来制作,也可购入市售品的热塑性树脂纤维束进行使用。
[0306] 本发明的纤维片结构体中的并捻丝束可以以由明胶纤维束前体和热塑性树脂纤维束构成的并捻丝束前体为起始原料来制造。由明胶纤维束前体和热塑性树脂纤维束构成的并捻丝束前体可通过将多根纤维束前体供给至并捻丝机来制作。
[0307] 可在明胶纤维束前体的周围边螺旋状地卷绕热塑性树脂纤维束边捻丝,也可在热塑性树脂纤维束的周围边螺旋状地卷绕明胶纤维束前体边捻丝。
[0308] 可将处于附着有油剂的状态的明胶纤维束前体和热塑性树脂纤维束通过捻丝等来并捻丝,也可通过交织等缠绕各纤维束来并捻丝。
[0309] 另外,可将多个线轴的明胶纤维束前体和多个线轴的热塑性树脂纤维束放在针织机上,在输送至针织机的针的过程中将这些明胶纤维束前体和热塑性树脂纤维束并捻丝。
[0310] 由明胶纤维束前体和热塑性树脂纤维束构成的并捻丝可以是事先不溶化的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的构成。通过在制作并捻丝束后进行组织化,可制作第2高级结构体。可制成在该第2高级结构体上层叠有无纺布的第2层叠高级结构体。例如在层叠明胶或胶原蛋白无纺布的情况下,可示例以下方法:将第2高级结构体进行组织化后,通过静电纺丝等在第2高级结构体上层叠无纺布。层叠的明胶或胶原蛋白无纺布可通过交联处理而不溶于水。
[0311] 第2高级结构体例如可使用岛津制作所制造的Whole Garment(注册商标)来制作。作为针距(guauge),可以是5~20针距的范围。若小于5针距,则需要使并捻丝束的纤度为高纤度,故会导致第2高级结构体的网眼堵塞,抑制细胞从细胞载置表面侵入纤维片结构体内部,另一方面,若超过20针距,则需要使并捻丝束的纤度为低纤度,因此并捻丝束的强度较弱,故有时会在制作第2高级结构体时发生断丝。因此,最优选10~20针距,进一步为13~18针距的范围。
[0312] 第2高级结构体可以是由1层(片)构成的单面针织布料,也可以是层叠2个层而成的双面针织布料。层叠2个层而成的双面针织布料例如可使用岛津制作所制造的Whole Garment(注册商标)将2个层分别编织,另一方面,同时以连接2个层的方式织入来制作。
[0313] 作为第2高级结构体的针织物,优选平针织物或平针组织、罗纹针织。平针织物或平针组织因布料表面的凹凸少,故平面性高、表面性光滑,因此具有接近于生物组织的滑动性。另一方面,卷曲会导致片结构体成为圆筒状,因此不仅难以使细胞均匀地固定于纤维片结构体,操作性也变差。因此,通过织入向上凸起卷曲的平针织物或平针织物片和向下凸起卷曲的平针织物或平针织物片这2个层,使作用的应力相互为相同程度,制成抑制了卷曲的2个层层叠而成的结构体。而且,通过层叠2个层,增加固定细胞的表面积,可大幅地降低细胞从网眼滑落的频率,结果是,成为细胞培养性优异的纤维片结构体。而且,通过层叠平均孔径压倒性地小于针织物的无纺布,可使从细胞载置表面侧侵入的细胞更多地留在纤维片结构体内,结果是,成为细胞培养性非常优异的纤维片结构体。
[0314] 罗纹针织因表面和背面为相同的组织,因此不卷曲,但与平针织物或平针织物相比,布料表面的凹凸多。然而,通过纤维片结构体制作过程的压制处理,可消除布料表面的凹凸,可具有表面性光滑且接近于生物组织的滑动性。由于罗纹针织不卷曲,因此可使细胞均匀地固定于纤维片结构体。因此,无需制成2层,通过层叠平均孔径压倒性地小于针织物的无纺布,还可使从细胞载置表面侧侵入的细胞更多地留在纤维片结构体内。而且,与重叠有2个针织组织的层的纤维片结构体相比,针织组织为1层,因此可使纤维片结构体的厚度变薄,成为更柔软的质地。
[0315] 用于制作纤维片结构体的第2高级结构体的平均孔径优选20~200μm的范围。纤维片结构体是通过边对第2高级结构体或第2层叠高级结构体(无纺布面)的单面赋予40~100℃的温度边进行压制处理来制造的。通过压制处理,第2高级结构体的表面和背面的网眼均被压坏,但与未赋予温度的面相比,赋予了40~100℃的温度的面上网眼被压坏得更多,成为具有平均孔径较细胞载置表面小的背面、且表面与背面不对称的纤维片结构体。如果第2高级结构体的平均孔径处于20~200μm的范围,则通过压制处理得到细胞载置表面的平均孔径为5~123μm、并且细胞载置表面中150μm以上的孔隙数为35%以下的细胞培养性优异的纤维片结构体。若第2高级结构体的平均孔径小于20μm,则纤维片结构体的网眼因压制处理而闭塞,因此抑制细胞从细胞载置表面侵入纤维片结构体内部,若超过200μm,则无法通过压制处理充分压坏网眼,细胞会从纤维片结构体的网眼滑落。第2高级结构体的平均孔径为25~150μm、进一步优选为30~130μm的范围。
[0316] 本发明的纤维片结构体具有细胞载置表面和背面,上述背面的平均孔径小于上述细胞载置表面的平均孔径,是两面不对称的纤维片结构体。这种两面不对称的纤维片结构体例如是在通过洗涤去掉附着于第2高级结构体或第2层叠高级结构体的油剂或针织机油后,边对第2高级结构体的单面或第2层叠高级结构体的无纺布面施加40~100℃的温度边进行压制来制造的。该理由还不确定,但推测如下:通过去除油剂或针织机油,纤维束的会聚性降低,在此状态下明胶纤维和热塑树脂纤维因热产生的线膨胀不同,因此纤维束进一步解开,通过压制使纤维束扩宽。通过采用该方法,可制作具有细胞载置表面和背面、且上述背面的平均孔径小于上述细胞载置表面的平均孔径的两面不对称的纤维片结构体。作为仅对单面赋予温度以对纤维片结构体进行压制的装置,可示例:温度可调的液压机(油压压制机)或压延辊等。
[0317] 本发明中制作的纤维片结构体例如可浸渍在20~80%的甘油水溶液中。通过将纤维片结构体浸渍在甘油水溶液中,还可制成对患处的追随性更高的湿润质地的医疗用材料。
[0318] 本发明的纤维片结构体可包含添加剂。作为添加剂,可示例:柠檬酸(酐)、马来酸(酐)等多元酸或γ氧化铁等磁性颗粒、羟基磷灰石等无机物、促进细胞的生长或分化的内源性蛋白、胶原蛋白等。这些添加剂可涂覆于纤维片结构体,也可涂覆于明胶纤维束、明胶纤维束前体、明胶纤维,还可添加在明胶原料中。
[0319] <纤维片结构体的特性>
[0320] 本发明的纤维片结构体其质地、滑动性和细胞粘附性、细胞培养性优异。
[0321] 本发明的纤维片结构体的质地可根据用干燥的手触摸纤维片结构体时的手感来评价。用双手捏住切取成5cm见方的纤维片结构体的两端进行拉伸,或者将捏住的一端向上侧、另一端向下侧拉伸,重复进行该操作3次,从而评价质地。若没有伸缩性,则容易成为硬的质地,难以沿着生物组织,因此需要适度的伸缩性。
[0322] 本发明的纤维片结构体的滑动性可使用KATO TECH制造的摩擦感试验仪(型号:KES‑SE)进行评价。将切取成5cm见方的纤维片结构体在蒸馏水中浸渍1小时后,用金属框将样品固定在测定台上,使载荷50g、10mm见方的硅传感器以1.0mm/秒爬行,测定平均摩擦系数和摩擦系数的平均偏差。
[0323] 本发明的纤维片结构体的平均摩擦系数优选为0.05~0.60、更优选为0.10~0.50、进一步优选为0.15~0.45、最优选为0.20~0.40。若为上述范围内,则具有接近于生物组织的滑动性,与生物组织摩擦时不易产生炎症。
[0324] 本发明的纤维片结构体的摩擦系数的平均偏差优选为0.40~1.60、更优选为0.45~1.45、进一步优选为0.50~1.40、最优选为0.55~1.35。若为上述范围内,则本发明的纤维片结构体在湿润状态下具有接近于生物组织的柔软度和滑动性。因此,可适合用作创伤/烧伤治疗用原材料或人工皮肤用基质材料等,在与生物组织摩擦时不易产生炎症,故优选。
[0325] 本发明的纤维片结构体其用于固定细胞的细胞粘附性优异。细胞粘附性与细胞培养性密切相关,如果细胞粘附性强,则细胞有效地固定于纤维片结构体,细胞培养性优异。另一方面,若细胞粘附性低,则细胞无法很好地固定于纤维片结构体,其结果,细胞培养性处于变差的倾向。关于细胞培养性,可将NIH3T3细胞在设置于24孔板的纤维片结构体上静置培养7天后,添加100μL WST‑1,在CO2培养箱(37℃、CO2浓度为5%)内静置3小时后,转移
300μL至96孔板,使用酶标仪(VERSAMax)测定吸光度(450nm,对照波长630nm),根据得到的
4 4
细胞培养数进行评价。细胞培养数优选为10×10个细胞/mL以上、更优选为20×10个细胞/
4
mL以上、进一步为25×10个细胞/mL以上。
[0326] 明胶是具有生物相容性(低抗原性和高生物吸收性)的原材料,因此可适合用作促进细胞分化、增强细胞功能、移植后的固定性等优异的三维细胞培养的支架材料。另外,本发明的纤维片结构体在湿润状态下具有接近于生物组织的柔软度和滑动性。因此,可适合用作创伤/烧伤治疗用原材料或人工皮肤用基质材料等,在与生物组织摩擦时不易产生炎症,故优选。
[0327] 关于纤维片结构体的细胞粘附性,可将NIH3T3细胞在结构体上静置培养7天,在荧光显微镜下观察经荧光标记的细胞,根据细胞的粘附情况进行评价。
[0328] 由于本发明的纤维片结构体不卷曲,因此不仅可均匀地固定细胞,操作性也优异。关于有无卷曲,可用开孔冲头对纤维片结构体进行冲裁,制作φ14mm的圆形片,将该片在装有50℃磷酸缓冲生理盐水的烧杯中浸渍4小时,通过目视确认有无卷曲来测定。
[0329] 实施例
[0330] 以下,列举实施例,以进一步具体地说明本发明的纤维片结构体。以下的实施例中所示的材料、使用量、比例、处理顺序等只要不脱离本发明的宗旨即可,可适当变更。因此,本发明的纤维片结构体的范围不应解释为由以下所示的具体例来限定。
[0331] <测定方法、评价方法>
[0332] 实施例和比较例中应用的测定方法和评价方法如下所述。
[0333] [纤维的纤度]
[0334] 使用自动振动式纤度测定仪Denier Computer DC‑77A(Search(株)制造)在温度20±2℃、相对湿度65±2%的气氛中以N=3测定热塑性树脂纤维束的纤度,以其平均值作为纤度。热塑树脂纤维的纤度通过用热塑性树脂纤维束的纤度除以构成纤维束的热塑性树脂纤维的根数来计算。
[0335] 将明胶纤维束前体或明胶纤维束切割成100mm,使用电子天平(METTLER TOLEDO公司制造的XP6V)以N=3测定重量,将平均值换算成dtex,作为纤度。明胶纤维的纤度通过用明胶纤维束前体的纤度或明胶纤维束的纤度除以构成纤维束的明胶纤维的根数来计算。
[0336] [纤维的机械强度]
[0337] 明胶纤维和不溶化明胶纤维的机械强度测定使用Tensilon(Orientec公司制造的RTC‑1210A)以N=5进行测定。需要说明的是,拉伸速度设为20mm/分钟、卡盘间距设为50mm,测定明胶纤维的拉伸强度和断裂伸长率。
[0338] [纤维束和并捻丝束的机械强度]
[0339] 明胶纤维束或并捻丝束的机械强度测定使用Tensilon(Orientec公司制造的RTC‑1210A)以N=5进行测定。需要说明的是,拉伸速度设为20mm/分钟、卡盘间距设为50mm,测定明胶纤维束或并捻丝束的拉伸强度和断裂伸长率、明胶纤维束的上屈服应力和下屈服应力。
[0340] [明胶纤维束和并捻丝束的失重率]
[0341] 测定100mm的明胶纤维束或并捻丝束的重量,用10μm的薄膜滤器包裹,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时。接下来,从磷酸缓冲生理盐水中提起装有明胶纤维束或并捻丝束的薄膜滤器,在室温水中浸渍30分钟。之后,用KimTowel吸去水分,将装有明胶纤维束或并捻丝束的薄膜滤器在80℃下干燥24小时后,从薄膜滤器中取出纤维束,测定重量。失重率通过下述式算出。以N=3进行该操作,以其平均值作为失重率。
[0342] 失重率[%]=100‑[100×(浸渍后的重量)]/(浸渍前的重量)
[0343] [高级结构体、层叠高级结构体和纤维片结构体的失重率]
[0344] 测定25cm2的高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体的重量,用10μm的薄膜滤器包裹,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时,从磷酸缓冲生理盐水中提起装有高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体的薄膜滤器,在室温水中浸渍30分钟后,用KimTowel吸去水分,将装有高级结构体、层叠高级结构体和纤维片结构体的薄膜滤器在80℃下干燥24小时,从薄膜滤器中取出高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体结构体,测定重量。失重率通过下述式算出。以N=3进行该操作,以该平均值作为失重率。
[0345] 失重率[%]=100‑[100×(浸渍后的重量)]/(浸渍前的重量)
[0346] [高级结构体、层叠高级结构体和纤维片结构体的厚度]
[0347] 在切取成3cm见方的高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体的端部粘贴胶带以固定高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体,使用接触式厚度计[LITEMATIC V L‑50、(株)Mitutoyo制造]进行测定。使用直径5mm的圆柱状端子作为测定端子,测定中调整成施加7g的载荷。测定高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体的任意5点的厚度,以其平均值作为高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体的厚度。
[0348] [高级结构体、层叠高级结构体和纤维片结构体的平均孔径]
[0349] 关于细胞载置表面的平均孔径,使用数码显微镜(株式会社Hirox制造、RH‑2000)获得切取成5cm见方的高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体的35倍图像(像素数:1920×1200),之后使用带显微镜的2D测量软件“HRS‑2D”,通过二值化处理将所得图像分为孔隙和孔隙以外的部分,使用该软件在60~300μm之间以10μm间隔制作孔径的直方图,使用该直方图,利用等级值和度数通过下述式算出平均孔径。
[0350] 平均孔径(μm)={(等级值×度数)的总计}÷(度数的总计)
[0351] [高级结构体、层叠高级结构体和纤维片结构体的细胞载置表面中150μm以上的孔隙数的比例]
[0352] 高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体的细胞载置表面中150μm以上的孔隙数的比例通过使用上述的用于计算平均孔径的直方图,用孔径为150μm以上的度数总计除以60~300μm的度数总计来算出。
[0353] [高级结构体、层叠高级结构体和纤维片结构体的孔隙率]
[0354] 测定切取成5cm见方的高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体的厚度、重量,利用下述式算出孔隙率。
[0355] 孔隙率(%)=100×[1‑a÷{(b+c)÷(b÷d+c÷e)}÷(f×25)]
[0356] a:切取成5cm见方的高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体的重量(g);
[0357] b:明胶纤维束的纤度(dtex);
[0358] c:热塑纤维束的纤度(dtex);
[0359] d:明胶纤维束密度(g/cm3);
[0360] e:热塑纤维束密度(g/cm3);
[0361] f:高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体的厚度(cm)。
[0362] 需要说明的是,明胶纤维束密度采用1.27g/cm3,作为热塑纤维束密度,聚乙醇酸3 3
纤维束密度采用1.53g/cm、聚乳酸纤维束密度采用1.25g/cm。另外,在不使用热塑纤维束、而仅由明胶纤维束制作高级结构体的情况下,计算中不包含上述c、e。
[0363] [高级结构体、层叠高级结构体和纤维片结构体的孔隙数]
[0364] 高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体的孔隙数是利用上述中求出的平均孔径和孔隙率,通过下述式算出。
[0365] 孔隙数/mm3=a×0.01÷(4/3×3.14×(0.001×b/2)3)
[0366] a:孔隙率(%);
[0367] b:孔径(μm)。
[0368] [明胶纤维束的溶胀率]
[0369] 使用HIROX制造的光学显微镜RH2000测定构成明胶纤维束的明胶纤维的纤维直径。接下来,将10~30mm的明胶纤维束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时后,从磷酸缓冲生理盐水中提起明胶纤维束,在湿润状态下测定构成明胶纤维束的明胶纤维的纤维直径,溶胀率通过下述式算出。以N=3进行该操作,以该平均值作为溶胀率。
[0370] 溶胀率[%]=100×(浸渍后的纤维直径)/(浸渍前的纤维直径)
[0371] [并捻丝束的溶胀率]
[0372] 使用HIROX制造的光学显微镜RH2000测定并捻丝束的束直径。接下来,将10~30mm的并捻丝束在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时后,从磷酸缓冲生理盐水中提起并捻丝束,在湿润状态下测定并捻丝的纤维直径,溶胀率通过下述式算出。以N=3进行该操作,以该平均值作为溶胀率。
[0373] 溶胀率[%]=100×(浸渍后的并捻丝束直径)/(浸渍前的并捻丝束直径)[0374] [纤维束前体的回潮率]
[0375] 测量0.5g卷取于线轴的纤维束前体,使用Karl Fischer式回潮率测定仪(HIRANUMA公司制造的EV‑2010)在150℃/N2气氛下进行测量。[到达输送辊时的明胶纤维的回潮率]
[0376] 将明胶丝卷绕于第一输送辊,测量0.5g卷取的纤维,使用Karl Fischer式回潮率测定仪(HIRANUMA公司制造的EV‑2010)在150℃/N2气氛下进行测量。
[0377] [凝冻强度]
[0378] 将6.67%的明胶水溶液在10℃下冷却17小时。接下来,使用岛津制作所制造的小型台式试验机EZ‑SX,对所调制的凝冻的表面用二分之一英寸(12.7mm)直径的柱塞压下4mm所需的载荷(g)作为凝冻强度。
[0379] [溶胶‑凝胶转变温度]
[0380] 使用TA Instrument制造的流变仪ARES测定将明胶纺丝原液在20‑70℃的温度范围内以1K/分钟升温时的粘弹性的温度依赖性,以储能弹性模量与损耗弾性率的大小关系被替换的温度作为溶胶‑凝胶转变温度。
[0381] [高级结构体、层叠高级结构体和纤维片结构体的质地]
[0382] 质地是用干燥的手触摸高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体进行感官评价。
[0383] ◎:具伸缩性的柔软质地;
[0384] 〇:所得到的结构体失去了伸缩性,但通过在60%甘油水溶液中浸渍,成为具伸缩性的湿润质地;
[0385] △:虽然具有伸缩性,但呈具粗糙感的质地;
[0386] ×:无法制作结构体,质地也硬。
[0387] [高级结构体、层叠高级结构体和纤维片结构体的平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差]
[0388] 高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体的平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差使用KATO TECH制造的摩擦感试验仪(型号:KES‑SE)来评价。将切取成5cm见方的高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体在蒸馏水中浸渍1小时后,用金属框将样品固定在测定台上,使载荷50g、10mm见方的硅传感器以1.0mm/秒爬行,测定平均摩擦系数和摩擦系数的平均偏差。以N=3进行该操作后,使样品旋转90℃并重复进行该操作,以表面摩擦系数的幅度(最小值与最大值)和摩擦系数的平均偏差的幅度(最小值与最大值)作为测定值。
[0389] [高级结构体、层叠高级结构体和纤维片结构体的卷曲测定]
[0390] 用开孔冲头对高级结构体、层叠高级结构体或纤维片结构体进行冲裁,制作φ14mm的圆形片,将该片在装有50℃磷酸缓冲生理盐水的烧杯中浸渍4小时,通过目视确认有无卷曲来进行评价。
[0391] [纤维片结构体的细胞培养数的评价]
[0392] 高级结构体、层叠高级结构体和纤维片结构体的细胞培养使用NIH3T3细胞按下述顺序实施,对细胞培养7天后的细胞数进行WST‑1测定以进行评价。首先,用φ14mm的冲头对纤维片结构体进行冲裁,包在铝袋中,进行电子束灭菌。将灭菌后的纤维片结构体配置在涂覆有MPC的24孔板上,将细胞载置表面朝上,加入1mL磷酸缓冲生理盐水,静置10分钟,使纤4
维片结构体溶胀。溶胀后,使用1000mL移液器去除磷酸缓冲生理盐水,接种1mL 1.5×10 个细胞/ml的细胞悬浮液。需要说明的是,细胞悬浮液按下述顺序调整。事先用CO2培养箱(37℃、CO2浓度为5%)培养细胞,从T225烧瓶中去除培养基,用22.5mL磷酸缓冲生理盐水洗涤两次后,添加22.5mL 0.25%的胰蛋白酶,在CO2培养箱内静置5分钟。在显微镜下确认剥离后,回收到离心管中。用22.5mL培养基共洗涤后,进行离心处理(220g、3分钟)以去除上清。
将得到的细胞颗粒用培养基解开,使用Muse细胞分析仪(0500‑3115)测定细胞数,调整细胞
4
悬浮液使细胞浓度为1.5×10个细胞/mL。需要说明的是,培养基是在1000mL DMEM培养基中添加53mL FBS、1/1000量的卡那霉素、1/100量的青霉素‑链霉素‑两性霉素B悬浮液来调整。接种后,在CO2培养箱(MCO‑170AICUVH‑PJ)(37℃、CO2浓度为5%)内静置,开始培养。在3天后、6天后用1000mL移液器去除培养基,再加入1mL培养基,从而交换了培养基。第7天添加
100μLWST‑1,在CO2培养箱(37℃、CO2浓度为5%)内静置3小时后,将300μL转移至96孔板,用酶标仪(VERSAMax)进行吸光度测定(450nm,对照波长630nm),从而评价细胞数。需要说明的是,用于评价细胞数的标准曲线如下制作:在通过与调整上述的细胞悬浮液相同的方法调
4 4 4 4 4 4 4
整至0.5×10 、1.0×10、2.0×10 、3.0×10、4.0×10、6.0×10 、8.0×10个细胞/ml的悬浮液中添加100μLWST‑1,在CO2培养箱(37℃、CO2浓度为5%)内静置3小时后,将300μL转移至
96孔板,之后使用酶标仪进行吸光度测定(450nm,对照波长630nm)。
[0393] [纤维片结构体的细胞粘附性]
[0394] 关于细胞粘附性,将NIH3T3细胞在结构体上静置培养7天,在荧光显微镜下观察经荧光标记的细胞,根据细胞的粘附程度进行评价。
[0395] ◎:观察到如粘附于结构体般的二维细胞生长,细胞固定在结构体表面。
[0396] 〇:虽然主要是如粘附于结构体般的二维细胞生长,但部分三维细胞生长的细胞块缓慢地粘附于结构体表面。
[0397] △:主要是三维细胞生长的细胞块,缓慢地粘附于结构体表面。
[0398] ×:未观察到结构体与细胞的粘附。
[0399] [高级结构体和层叠高级结构体的细胞粘附性和细胞培养性]
[0400] 高级结构体和层叠结构体的细胞粘附性和细胞培养性是将HeLa细胞在结构体上静置培养3天,在荧光显微镜下观察经荧光标记的细胞,进行评价。在施行MPC涂覆的12孔板上静置高级结构体和层叠结构体,加入培养基,使结构体溶胀。培养基中使用D‑MEM/10%6
FBS、青霉素/链霉素。溶胀之后,舍弃多余的培养基,以40μl/孔接种2×10 /ml的HeLa细胞悬浮液。以1ml/孔添加至结构体中,在37℃、5%CO2环境下静置培养3天。培养后,舍弃上清,用磷酸缓冲生理盐水以1ml/孔进行洗涤。洗涤后,以1ml/孔添加包含2μM的作为荧光试剂的钙黄绿素AM的OPTI‑MEM培养基。在37℃、5%CO2环境下静置培养2小时,在荧光显微镜下定性观察,从而评价细胞粘附性和细胞培养性。
[0401] 细胞粘附性根据粘附于高级结构体和层叠高级结构体的细胞的粘附程度进行评价。
[0402] ◎:观察到如粘附于结构体般的二维细胞生长,细胞固定在结构体表面。
[0403] 〇:虽然主要是如粘附于结构体般的二维细胞生长,但部分三维细胞生长的细胞块缓慢地粘附于结构体表面。
[0404] △:主要是三维细胞生长的细胞块,缓慢地粘附于结构体表面。
[0405] ×:未观察到结构体与细胞的粘附。
[0406] 细胞培养性通过在荧光显微镜下定性观察来自用荧光试剂染色的细胞的发光进行评价。
[0407] ◎:观察到结构体整个面的强荧光发光。
[0408] 〇:从结构体的间隙(针织物的网眼)以外的部分观察到强荧光发光。
[0409] △:从结构体的间隙(针织物的网眼)以外的部分观察到弱荧光发光。
[0410] ×:未观察到荧光发光。
[0411] <制造例1>
[0412] 向50重量%的凝冻强度为293g的明胶(新田明胶制造、A型猪皮明胶)中加入50重量%的水,放置30分钟后,用真空型消泡混合器(除泡练太郎)(Thinky制造的ARV‑310P)进行混炼脱泡,制作纺丝用的明胶纺丝原液。明胶纺丝原液的溶胶‑凝胶转变温度为37℃。
[0413] 将所制作的明胶纺丝原液加热至50℃,在50℃的温度下从孔径150μm(正圆)的6孔喷丝头挤出成纤维状,使挤出的明胶纤维沿着设在距挤出口1.8m的输送辊的周面以30m/分钟输送,通过卷取辊卷取于线轴,得到了由6根明胶纤维构成的明胶纤维束前体。上述挤出的明胶纤维在输送过程中风干,附着油剂(10%乙二醇、90%乙醇的混合溶液)后卷取于线轴。到达输送辊时的明胶纤维的回潮率为15重量%。明胶纤维束前体的回潮率为13重量%,未观察到纤维束彼此之间的熔接,从线轴的退绕性也良好。另外,所卷取的明胶纤维束前体的纤度为48dtex、从明胶纤维束前体取出的明胶纤维的拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.1cN/dtex、74%。
[0414] 将所卷取的明胶纤维束前体的线轴在大气中、140℃下热处理24小时,得到了不溶于水的明胶纤维束。明胶纤维束的纤度为48dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.2cN/dtex、84%,1根明胶纤维的纤度为8dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.85cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:0.80cN/dtex)拉伸至伸长率84%时断裂(1.2cN/dtex)。
[0415] 另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束的失重率为18%、溶胀率为240%。
[0416] 接下来,使用明胶纤维束,利用圆形针织机(丸善产业株式会社制造的型号MR‑1)得到了高级结构体。在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的高级结构体的失重率为18%,18%失重率的1.2%源自油剂。另外,高级结构体的厚度为83μm、孔隙率为91%。
[0417] <制造例2>
[0418] 利用与制造例1相同的方法,制作了热处理前的由6根明胶纤维构成的明胶纤维束前体(纤度48dtex)。使用该明胶纤维束前体,利用圆形针织机制作了针织物。接下来,通过在大气中、140℃下热处理24小时以使其不溶于水,得到了由明胶纤维束构成的高级结构体。分解该高级结构体而得到的明胶纤维束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.2cN/dtex、84%,1根明胶纤维的纤度为8dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.85cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:0.80cN/dtex)拉伸至伸长率84%时断裂(1.2cN/dtex)。
[0419] 另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束的失重率为18%、溶胀率为240%。在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的高级结构体的失重率为18%。另外高级结构体的厚度为83μm、孔隙率为91%。
[0420] <制造例3>
[0421] 利用与制造例1相同的方法,制作了热处理前的由6根明胶纤维构成的明胶纤维束前体。使用该明胶纤维束前体,利用圆形针织机制作了针织物。接下来,将针织物在12.5%的戊二醛水溶液中浸渍5分钟,之后用水洗涤、干燥,使其不溶于水,从而得到了由明胶纤维束构成的高级结构体。分解该高级结构体而得到的明胶纤维的拉伸强度、拉伸伸长率分别为0.8cN/dtex、65%,1根明胶纤维的纤度为8dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率4%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.8cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:0.70cN/dtex)拉伸至伸长率65%时断裂(0.78cN/dtex)。
[0422] 另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束的失重率为9%、溶胀率为138%。在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的高级结构体的失重率为9%。另外,高级结构体的厚度为83μm、孔隙率为91%。
[0423] <制造例4>
[0424] 除了以90m/分钟输送从孔径150μm(正圆)的24孔喷丝头排出的丝以外,利用与实施例1相同的方法,制作了热处理前的由24根明胶纤维构成的明胶纤维束前体。到达输送辊时的明胶纤维的回潮率为13重量%。明胶纤维束前体的回潮率为10重量%,未观察到纤维束彼此之间的熔接,从线轴的退绕性也良好。另外,所卷取的明胶纤维束前体的纤度为133.6dtex、明胶纤维的拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.6cN/dtex、50%。使用该明胶纤维束前体,利用圆形针织机制作了针织物。接下来,通过在大气中、140℃下热处理24小时以使其不溶于水,得到了由明胶纤维束构成的高级结构体。分解该高级结构体而得到的明胶纤维束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.6cN/dtex、50%,1根明胶纤维的纤度为5.6dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:1.2cN/dtex),从伸长率
15%的下屈服点(下屈服应力:1.15cN/dtex)拉伸至伸长率50%时断裂(1.6cN/dtex)。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束的失重率为17%、溶胀率为
230%。
[0425] 在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的高级结构体的失重率为19%。另外,高级结构体的厚度为132μm、孔隙率为84%。
[0426] <制造例5>
[0427] 除了将所卷取的明胶纤维束前体的线轴在大气中、140℃下热处理24小时变更为在真空下、180℃下热处理6小时以外,利用与制造例1相同的方法,制作了由明胶纤维束构成的高级结构体。明胶纤维束的纤度为46dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.5cN/dtex、62%,1根明胶纤维的纤度为8dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:1.15cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:1.05cN/dtex)拉伸至伸长率62%时断裂(1.5cN/dtex)。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束的失重率为9%、溶胀率为138%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的高级结构体的失重率为9%、9%失重率的1.2%源自油剂。另外,高级结构体的厚度为
83μm、孔隙率为91%。
[0428] <制造例6>
[0429] 除了以60m/分钟输送从孔径150μm(正圆)的15孔喷丝头排出的丝以外,利用与实施例1相同的方法,制作了热处理前的由15根明胶纤维构成的明胶纤维束前体。所卷取的明胶纤维束前体的纤度为58.6dtex,明胶纤维的拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.1cN/dtex、77%。边在该明胶纤维束前体的周围以螺旋状卷绕由长丝数为15根、纤度为35.0dtex的聚乙醇酸构成的热塑性树脂纤维束边捻丝,制作了长丝数为30根、纤度为93.6dtex的并捻丝束前体。使用该并捻丝束前体,利用圆形针织机制作了针织物。接下来,通过在大气中、140℃下热处理24小时以使其不溶于水,得到了由包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束构成的高级结构体。分解该高级结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为7.2cN/dtex、35%。需要说明的是,将明胶纤维束前体在大气中、140℃下热处理24小时而得到的明胶纤维束的纤度为58.6dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.2cN/dtex、79%,1根明胶纤维的纤度为3.9dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.85cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:0.80cN/dtex)拉伸至伸长率79%时断裂(1.2cN/dtex)。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的并捻丝束的失重率为12%、溶胀率为145%。在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的高级结构体的失重率为12%。另外,高级结构体的厚度为125μm、孔隙率为87%。
[0430] <制造例7>
[0431] 除了将边在明胶纤维束前体的周围以螺旋状卷绕由长丝数为15根、纤度为35.0dtex的聚乙醇酸构成的热塑性树脂纤维束边捻丝变更为边在由长丝数为15根、纤度为
35.0dtex的聚乙醇酸构成的热塑性树脂纤维束的周围以螺旋状卷绕明胶纤维束前体边捻丝以外,利用与制造例6相同的方法,制作了由包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束构成的高级结构体。并捻丝束前体的长丝数为30根、纤度为93.6dtex。分解该高级结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为7.2cN/dtex、35%。需要说明的是,将明胶纤维束前体在大气中、140℃下热处理24小时而得到的明胶纤维束的纤度为58.6dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.2cN/dtex、79%,1根明胶纤维的纤度为3.9dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.85cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:0.80cN/dtex)拉伸至伸长率79%时断裂(1.2cN/dtex)。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的并捻丝束的失重率为12%、溶胀率为145%。在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的高级结构体的失重率为12%。另外,高级结构体的厚度为125μm、孔隙率为87%。
[0432] <制造例8>
[0433] 除了将在大气中、140℃下热处理24小时变更为在真空下、160℃下热处理12小时以外,利用与制造例7相同的方法,制作了由包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束构成的高级结构体。分解该高级结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为6.8cN/dtex、32%。需要说明的是,将明胶纤维束前体在真空下、160℃下热处理12小时而得到的明胶纤维束的纤度为58.6dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.3cN/dtex、65%,1根明胶纤维的纤度为3.9dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:1.0cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:0.95cN/dtex)拉伸至伸长率65%时断裂(1.3cN/dtex)。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的并捻丝束的失重率为9%、溶胀率为135%。在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的高级结构体的失重率为
9%。另外,高级结构体的厚度为125μm、孔隙率为87%。
[0434] <制造例9>
[0435] 除了将孔径150μm(正圆)的6孔喷丝头变更为孔径150μm(正圆)的15孔喷丝头、并将挤出的明胶纤维以30m/分钟输送变更为以60m/分钟输送以外,利用与制造例1相同的方法,制作了热处理前的由15根明胶纤维构成的明胶纤维束前体。所卷取的明胶纤维束前体的纤度为58.6dtex,从明胶纤维束前体中取出的明胶纤维的拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.1cN/dtex、77%。需要说明的是,到达输送辊时的明胶纤维的回潮率为12重量%。明胶纤维束前体的回潮率为10重量%,未观察到纤维束彼此之间的熔接,从线轴的退绕性也良好。
[0436] 接下来,边将长丝数为15根、纤度为35.0dtex的由聚乙醇酸构成的热塑性树脂纤维束以30m/分钟导开边用含有40重量%乙醇的水溶液浴洗涤以去掉油剂,之后通过70℃的热辊使其接触干燥,接着在新田明胶制造的细胞基质(Cell matrix)(I‑C型)的胶原蛋白水溶液中浸渍/干燥,从而得到了涂覆有胶原蛋白的热塑性树脂纤维束。边在明胶纤维束前体的周围以螺旋状卷绕长丝数为15根、纤度为35dtex的涂覆有胶原蛋白的热塑性树脂纤维束边捻丝,制作了长丝数为30根、纤度为93.6dtex的并捻丝束前体。使用该并捻丝束前体,利用圆形针织机制作了针织物。接下来,通过在大气中、140℃下热处理24小时以使其不溶于水,得到了由包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束构成的高级结构体。分解该高级结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为7.2cN/dtex、35%。需要说明的是,将明胶纤维束前体在大气中、140℃下热处理24小时而得到的明胶纤维束的纤度为58.6dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.2cN/dtex、
79%,1根明胶纤维的纤度为3.9dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.85cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:0.80cN/dtex)拉伸至伸长率79%时断裂(1.2cN/dtex)。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的并捻丝束的失重率为12%、溶胀率为145%。在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的高级结构体的失重率为12%。另外,高级结构体的厚度为
125μm、孔隙率为87%。
[0437] <制造例10>
[0438] 除了将长丝数为15根、纤度为35.0dtex的聚乙醇酸变更为长丝数为15根、纤度为33.0dtex的聚乳酸以外,利用与制造例9相同的方法,得到了由包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束构成的高级结构体。并捻丝束前体的长丝数为30根、纤度为91.6dtex。
分解该高级结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为5.5cN/dtex、36%。需要说明的是,将明胶纤维束前体在大气中、140℃下热处理24小时而得到的明胶纤维束的纤度为58.6dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为
1.2cN/dtex、79%,1根明胶纤维的纤度为3.9dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.85cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:
0.80cN/dtex)拉伸至伸长率79%时断裂(1.2cN/dtex)。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的并捻丝束的失重率为12%、溶胀率为
145%。在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的高级结构体的失重率为12%。另外,高级结构体的厚度为125μm、孔隙率为89%。
[0439] <制造例11>
[0440] 将制造例6中得到的高级结构体粘贴在电解纺丝装置(MECC制造的NANON‑04)的基座上,将纺丝原液总重量的20重量%的明胶溶解于含有30重量%乙酸的乙酸水溶液而得的明胶纺丝原液在室温、电压20kV、排出量0.3cc/分钟、喷嘴顶端到高级结构体的距离为10cm的条件下电解纺丝1分钟,制作了由明胶无纺布和高级结构体构成的层叠高级结构体前体。将该层叠高级结构体前体在真空下、室温下干燥24小时后,在70℃、800KPa下压制于明胶无纺布侧的一面60秒,之后在真空下、160℃下热处理12小时,从而得到了在高级结构体上层叠有明胶无纺布的层叠高级结构体。分解该层叠高级结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为6.8cN/dtex、32%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的并捻丝束的失重率为9%、溶胀率为135%。在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的层叠高级结构体的失重率为9%,9%失重率的1.0%源自油剂。另外,层叠高级结构体的厚度为125μm、孔隙率为87%。
[0441] <制造例12>
[0442] 除了将在真空下、160℃下热处理12小时变更为在大气中、140℃下热处理24小时以外,利用与制造例11相同的方法,得到了在高级结构体上层叠有明胶无纺布的层叠高级结构体。分解该层叠高级结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为7.2cN/dtex、35%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的并捻丝束的失重率为12%、溶胀率为145%。
[0443] 在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的层叠高级结构体的失重率为12%,12%失重率的1.0%源自油剂。另外,层叠高级结构体的厚度为125μm、孔隙率为87%。
[0444] <制造例13>
[0445] 将制造例6中得到的高级结构体粘贴在电解纺丝装置(MECC制造的NANON‑04)的基座上,将纺丝原液总重量的10重量%的胶原蛋白溶解于含有84重量%乙酸的乙酸水溶液而得的胶原蛋白纺丝原液在室温、电压20kV、排出量0.3cc/分钟、喷嘴顶端到高级结构体的距离为10cm的条件下电解纺丝1分钟,制作了由胶原蛋白无纺布和高级结构体构成的层叠高级结构体前体。将该层叠高级结构体前体在真空下、室温下干燥24小时后,在80℃、800KPa下压制60秒,之后在真空下、140℃下热处理24小时,从而得到了在高级结构体上层叠有胶原蛋白无纺布的层叠高级结构体。分解该层叠高级结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为7.2cN/dtex、35%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶纤维束与热塑性树脂纤维束的并捻丝束的失重率为12%、溶胀率为145%。
[0446] 在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的层叠高级结构体的失重率为13%,13%失重率的1.0%源自油剂。另外,层叠高级结构体的厚度为125μm、孔隙率为87%[0447] <制造例14>
[0448] 除了以10m/分钟卷取从孔径150μm(正圆)的单孔喷丝头排出的丝以外,利用与实施例1相同的方法,制作了热处理前的明胶单孔丝前体。所卷取的明胶单孔丝前体的回潮率为17重量%,未观察到纤维彼此之间的熔接,从线轴的退绕性也良好。另外,所卷取的明胶单孔丝前体的纤度为128dtex,明胶纤维(明胶单孔丝前体)的拉伸强度、拉伸伸长率分别为0.6cN/dtex、63%。
[0449] 将所卷取的明胶单孔丝前体的线轴在大气中、140℃下热处理24小时,得到了不溶于水的明胶单孔丝。不溶化处理后的明胶单孔丝的纤度为128dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为0.7cN/dtex、122%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶单孔丝的失重率为19%、溶胀率为280%。
[0450] 接下来,使用明胶单孔丝,利用圆形针织机试着制作针织物,但经常漏针,无法得到针织物。
[0451] <制造例15>
[0452] 使用纤度为110dtex的市售PET单孔丝,利用圆形针织机试着制作针织物,但经常漏针,无法得到针织物。
[0453] <制造例16>
[0454] 除了以30m/分钟卷取从孔径150μm(正圆)的单孔喷丝头排出的丝以外,利用与实施例1相同的方法,制作了热处理前的明胶单孔丝前体。明胶单孔丝前体的回潮率为15重量%,未观察到纤维彼此之间的熔接,从线轴的退绕性也良好。另外,所卷取的明胶单孔丝前体的纤度为8dtex,明胶纤维(明胶单孔丝前体)的拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.0cN/dtex、72%。
[0455] 将所卷取的明胶单孔丝前体的线轴在大气中、140℃下热处理24小时,得到了不溶于水的明胶单孔丝。明胶单孔丝的纤度为8dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.2cN/dtex、84%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的明胶单孔丝的失重率为18%。接下来,使用明胶单孔丝,利用圆形针织机试着制作针织物,因丝强度弱而经常断丝,无法得到针织物。
[0456] <制造例17>
[0457] 使用由长丝数为15根、纤度为33.0dtex的聚乳酸构成的热塑性树脂纤维束,利用圆形针织机制作了高级结构体。分解该高级结构体而得到的热塑性树脂纤维束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为4.5cN/dtex、33%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的热塑性树脂纤维束的失重率为0%、溶胀率为100%。在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的高级结构体的失重率为0%。另外,高级结构体的厚度为78μm,孔隙率为85%。
[0458] <制造例18>
[0459] 使用制造例6的并捻丝束前体,利用Whole Garment(注册商标)(SWG(注册商标)041N2)制作了重叠2层平针组织而成的厚度为2040μm、平均孔径为95μm、孔隙率为94%的双面针织物(第2高级结构体)。将该双面针织物在真空下、140℃下热处理24小时进行不溶化,之后对双面针织物的单面侧施加70℃的温度,以800KPa压制60秒,从而得到了纤维片结构体。分解该纤维片结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为7.2cN/dtex、35%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的并捻丝束的失重率为12%、溶胀率为145%。需要说明的是,将明胶纤维束前体在真空下、140℃下热处理24小时而得到的明胶纤维束的纤度为58.6dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.2cN/dtex、79%,1根明胶纤维的纤度为3.9dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.85cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:0.80cN/dtex)拉伸至伸长率79%时断裂(1.2cN/dtex)。
[0460] <制造例19>
[0461] 使用制造例6的并捻丝束前体,利用Whole Garment(注册商标)(SWG(注册商标)041N2)制作了重叠2层平针组织而成的厚度为1670μm、平均孔径为127μm、孔隙率为93%的双面针织物(第2高级结构体)。将该双面针织物在真空下、140℃下热处理24小时进行不溶化,之后对单面侧施加60℃的温度,以700KPa压制60秒,从而得到了纤维片结构体。分解该纤维片结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为7.2cN/dtex、35%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的并捻丝束的失重率为12%、溶胀率为145%。需要说明的是,将明胶纤维束前体在真空下、140℃下热处理24小时而得到的明胶纤维束的纤度为58.6dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为
1.2cN/dtex、79%,1根明胶纤维的纤度为3.9dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.85cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:
0.80cN/dtex)拉伸至伸长率79%时断裂(1.2cN/dtex)。
[0462] <制造例20>
[0463] 使用制造例6的并捻丝束前体,利用Whole Garment(注册商标)(SWG(注册商标)041N2)制作了重叠2层平针组织而成的厚度为1940μm、平均孔径为150μm、孔隙率为95%的双面针织物(第2高级结构体)。将该双面针织物在真空下、140℃下热处理24小时进行不溶化,之后对单面侧施加70℃的温度,以800KPa压制60秒,从而得到了纤维片结构体。分解该第2高级结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为7.2cN/dtex、35%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的并捻丝束的失重率为12%、溶胀率为145%。需要说明的是,将明胶纤维束前体在真空下热处理24小时而得到的明胶纤维束的纤度为58.6dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.2cN/dtex、79%,1根明胶纤维的纤度为3.9dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.85cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:0.80cN/dtex)拉伸至伸长率79%时断裂(1.2cN/dtex)。
[0464] <制造例21>
[0465] 使用制造例7的并捻丝束前体,利用Whole Garment(注册商标)(SWG(注册商标)041N2)制作了重叠2层平针组织而成的厚度为2040μm、平均孔径为95μm、孔隙率为94%的双面针织物(第2高级结构体)。将该双面针织物在真空下、140℃下热处理24小时进行不溶化,对单面侧施加70℃的温度,以800KPa压制60秒,从而得到了纤维片结构体。分解该纤维片结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为7.2cN/dtex、35%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的并捻丝束的失重率为12%、溶胀率为145%。需要说明的是,将明胶纤维束前体在真空下、140℃下热处理
24小时而得到的明胶纤维束的纤度为58.6dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.2cN/dtex、
79%,1根明胶纤维的纤度为3.9dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.85cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:0.80cN/dtex)拉伸至伸长率79%时断裂(1.2cN/dtex)。
[0466] <制造例22>
[0467] 使用4根制造例6的并捻丝束前体和4根热塑性树脂纤维束,制作包含4根明胶纤维束前体和4根热塑性树脂纤维束的并捻丝束前体,利用WholeGarment(注册商标)(SWG(注册商标)041N2),通过罗纹针织制作了厚度为940μm、平均孔径为125μm、孔隙率为94%的单面针织物(第2高级结构体)。将该单面针织物在真空下、140℃下进行24小时的不溶化,对单面侧施加70℃的温度,以800KPa压制60秒,从而得到了纤维片结构体。分解该纤维片结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为7.2cN/dtex、35%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的并捻丝束的失重率为12%、溶胀率为145%。需要说明的是,将明胶纤维束前体在大气中、140℃下热处理24小时而得到的明胶纤维束的纤度为58.6dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.2cN/dtex、
79%,1根明胶纤维的纤度为3.9dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.85cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:0.80cN/dtex)拉伸至伸长率79%时断裂(1.2cN/dtex)。
[0468] <制造例23>
[0469] 将制造例19的双面针织物(第2高级结构体)粘贴在电解纺丝装置(MECC制造的NANON‑04)的基座上,将纺丝原液总重量的20重量%的明胶溶解于含有30重量%乙酸的乙酸水溶液而得的明胶纺丝原液在室温、电压20kV、排出量0.3cc/分钟、喷嘴顶端到第2高级结构体的距离为10cm的条件下电解纺丝1分钟,制作了由明胶无纺布和第2高级结构体构成的第2层叠高级结构体。将该第2层叠高级结构体在真空下、140℃下热处理24小时进行不溶化后,对单面侧施加60℃的温度,在700KPa下压制60秒,从而得到了纤维片结构体。分解该纤维片结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为7.2cN/dtex、35%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的并捻丝束的失重率为12%、溶胀率为145%。需要说明的是,将明胶纤维束前体在大气中、140℃下热处理24小时而得到的明胶纤维束的纤度为58.6dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.2cN/dtex、79%,1根明胶纤维的纤度为3.9dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.85cN/dtex),从伸长率15%的下屈服点(下屈服应力:
0.80cN/dtex)拉伸至伸长率79%时断裂(1.2cN/dtex)。
[0470] <制造例24>
[0471] 将制造例22的单面针织物(第2高级结构体)粘贴在电解纺丝装置(MECC制造的NANON‑04)的基座上,将纺丝原液总重量的20重量%的明胶溶解于含有30重量%乙酸的乙酸水溶液而得的明胶纺丝原液在室温、电压20kV、排出量0.3cc/分钟、喷嘴顶端到第2高级结构体的距离为10cm的条件下电解纺丝1分钟,制作了由明胶无纺布和第2高级结构体构成的第2层叠高级结构体。将该第2层叠高级结构体在真空下、160℃下热处理12小时进行不溶化后,对明胶无纺布侧的面施加70℃的温度,在800KPa下压制60秒,从而得到了纤维片结构体。分解该纤维片结构体而得到的包含明胶纤维束和热塑性树脂纤维束的并捻丝束的拉伸强度、拉伸伸长率分别为6.8cN/dtex、32%。另外,在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍了4小时的并捻丝束的失重率为9%、溶胀率为135%。需要说明的是,将明胶纤维束前体在真空下、160℃下热处理24小时而得到的明胶纤维束的纤度为52.5dtex,拉伸强度、拉伸伸长率分别为1.1cN/dtex、70%,1根明胶纤维的纤度为3.5dtex。需要说明的是,明胶纤维束在伸长率5%时迎来上屈服点(上屈服应力:0.82cN/dtex),从伸长率14%的下屈服点(下屈服应力:0.75cN/dtex)拉伸至伸长率56%时断裂(0.9cN/dtex)。
[0472] <参考例1>
[0473] 对制造例1中得到的高级结构体实施了质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例(%)、孔隙数、有无卷曲和使用HeLa细胞的细胞粘附性和细胞培养性的评价。
[0474] <参考例2>
[0475] 对制造例2中得到的高级结构体实施了质地的评价。
[0476] <参考例3>
[0477] 对制造例3中得到的高级结构体实施了质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例(%)、孔隙数、有无卷曲和使用HeLa细胞的细胞粘附性和细胞培养性的评价。
[0478] <参考例4>
[0479] 对制造例4中得到的高级结构体实施了质地的评价。
[0480] <参考例5>
[0481] 对制造例5中得到的高级结构体实施了质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例(%)、孔隙数、有无卷曲和使用HeLa细胞的细胞粘附性和细胞培养性的评价。
[0482] <参考例6>
[0483] 对制造例6中得到的高级结构体实施了质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例(%)、孔隙数、有无卷曲和使用HeLa细胞的细胞粘附性和细胞培养性的评价。
[0484] <参考例7>
[0485] 对制造例7中得到的高级结构体实施了质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例(%)、孔隙数、有无卷曲和使用HeLa细胞的细胞粘附性和细胞培养性的评价。
[0486] <参考例8>
[0487] 对制造例8中得到的高级结构体实施了质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例(%)、孔隙数、有无卷曲和使用HeLa细胞的细胞粘附性和细胞培养性的评价。
[0488] <参考例9>
[0489] 对制造例9中得到的高级结构体实施了质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例(%)、孔隙数、有无卷曲和使用HeLa细胞的细胞粘附性和细胞培养性的评价。
[0490] <参考例10>
[0491] 对制造例10中得到的高级结构体实施了质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例(%)、孔隙数、有无卷曲和使用HeLa细胞的细胞粘附性和细胞培养性的评价。
[0492] <参考例11>
[0493] 对制造例11中得到的层叠高级结构体实施了平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例(%)、孔隙数、有无卷曲和使用HeLa细胞的细胞粘附性和细胞培养性的评价。
[0494] <参考例12>
[0495] 对制造例12中得到的层叠高级结构体实施了质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例(%)、孔隙数、有无卷曲和使用HeLa细胞的细胞粘附性和细胞培养性的评价。
[0496] <参考例13>
[0497] 对制造例13中得到的层叠高级结构体实施了质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例(%)、孔隙数、有无卷曲和使用HeLa细胞的细胞粘附性和细胞培养性的评价。
[0498] 参考例1~13的评价结果见表1、表2。
[0499] <实施例1>
[0500] 对制造例18中得到的纤维片结构体实施了在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率、厚度、孔隙率、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例、孔隙数、质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、有无卷曲和使用NIH3T3细胞的细胞粘附性和细胞培养数的评价。
[0501] <实施例2>
[0502] 对制造例19中得到的纤维片结构体实施了在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率、厚度、孔隙率、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例、孔隙数、质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、有无卷曲和使用NIH3T3细胞的细胞粘附性和细胞培养数的评价。
[0503] <实施例3>
[0504] 对制造例20中得到的纤维片结构体实施了在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率、厚度、孔隙率、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例、孔隙数、质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、有无卷曲和使用NIH3T3细胞的细胞粘附性和细胞培养数的评价。
[0505] <实施例4>
[0506] 对制造例21中得到的纤维片结构体实施了在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率、厚度、孔隙率、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例、孔隙数、质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、有无卷曲和使用NIH3T3细胞的细胞粘附性和细胞培养数的评价。
[0507] <实施例5>
[0508] 对制造例22中得到的纤维片结构体实施了在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率、厚度、孔隙率、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例、孔隙数、质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、有无卷曲和使用NIH3T3细胞的细胞粘附性和细胞培养数的评价。
[0509] <实施例6>
[0510] 对制造例23中得到的纤维片结构体实施了在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率、厚度、孔隙率、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例、孔隙数、质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、有无卷曲和使用NIH3T3细胞的细胞粘附性和细胞培养数的评价。
[0511] <实施例7>
[0512] 对制造例24中得到的纤维片结构体实施了在50℃的磷酸缓冲生理盐水中浸渍4小时时的失重率、厚度、孔隙率、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例、孔隙数、质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、有无卷曲和使用NIH3T3细胞的细胞粘附性和细胞培养数的评价。
[0513] <比较例1>
[0514] 对制造例14中的纤维的质地实施了评价。
[0515] <比较例2>
[0516] 对制造例15中的纤维的质地实施了评价。
[0517] <比较例3>
[0518] 对制造例16中的纤维的质地实施了评价。
[0519] <比较例4>
[0520] 对制造例17中得到的高级结构体实施了质地、平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、平均孔径、150μm以上的孔隙数的比例(%)、孔隙数、有无卷曲和使用NIH3T3细胞的细胞粘附性和细胞培养性的评价。
[0521] <比较例5>
[0522] 使用Geistlich公司的Bio‑Gide(胶原蛋白片与胶原蛋白无纺布的双层结构体)的胶原蛋白片面,实施了平均摩擦系数、摩擦系数的平均偏差、有无卷曲和使用NIH3T3细胞的细胞粘附性和细胞培养数的评价。实施例和比较例的评价结果见表3、表4。
[0523] [表1]
[0524]
[0525] [表2]
[0526]
[0527] [表3]
[0528]
[0529] [表4]
[0530]
[0531] 由表4所示的结果可知:实施例中得到的纤维片结构体质地良好,具有适度的滑动性,而且细胞粘附性和细胞固定后的培养性优异。由SEM图像确认到:细胞侵入纤维片结构体的内层部,细胞以从可固定的部位向纤维爬行的方式、以填埋纤维与纤维的接缝处的方式生长。
[0532] 产业实用性
[0533] 本发明的纤维片结构体成为机械强度优异的具有生物相容性(低抗原性和高生物吸收性)的医疗用材料,可适合用作创伤/烧伤治疗用原材料或人工皮肤用基质材料等。另外,可适合用作促进细胞分化、增强细胞功能、移植后的固定性等优异的三维细胞培养的支架材料。