【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、柔軟性に優れた絹フィブロインフィルムの製造に関するものであり、この技術を利用することでこれまで脆弱で利用できなかった絹フィブロインフィルムを工業材料として、あるいは医療材料として、利用可能とする。
【０００２】
【従来技術】絹フィブロインフィルムは、これまで医療分野で広く用いられてきた綿糸を用いたガーゼ等では損傷部への毛羽の落下により炎症を生じる恐れがあるため、その欠点を補う新しい損傷被覆材としてとして開発が進められてきた。
【０００３】
損傷被覆材は、１）滲出液のドレナージ、２）体液漏出防止、３）不感蒸泄のコントロール、４）外部からの細菌侵入阻止、５）創面に存在する細菌の増殖防止、をその機能として備え、６）自家植皮のための移植床の準備を行うものである。５）については、局所抗菌剤の併用あるいは複合化が最近なされるようになった。１）〜４）を満足するためには、均一膜であることと、生体に密着させるための三次元構造体であることが必要とされている（塩谷信幸編「形成外科手術手技シリーズ、形成外科におけるＢｉｏｍａｔｅｒｉａｌ」ｐｐ．７５−８９、克誠堂出版、東京、１９９１）。これらの条件を満たすものとして、合成高分子ではホルマール化ポリビニルアルコールスポンジが（Ｃｈｖａｐｉｌ Ｍ，“Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ａ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｂｏｒｎｄｒｅｓｓｉｎｇ；Ａ Ｒｅｖｉｅｗ”，Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．１６：２４５−２６３，１９８２）、生体高分子ではグルコサミノグリカンで架橋したコラーゲンスポンジが（Ｂｕｒｋｅ ＪＦ ｅｔ ａｌ．，“Ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｕｓｅｏｆ ａｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｓｋｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ ｂｏｒｎ ｉｎｊｕｒｙ”，Ａｎｎ．Ｓｕｒｇ．１９４：４１４−４２８，１９８１）、適用されて以来、多くの高分子が被覆材として開発されてきた。しかしながら、これらの従来の損傷被覆材では人の皮膚への適合性の点で必ずしも十分とは言えず、また、コストが高いと言う欠点があった。このような流れの中で、シルク工芸社は、蚕糸・昆虫農業技術研究所（現、農業生物資源研究所）と共同研究を実施して、損傷被覆材としての絹フィブロインを開発し研究を進めてきた。特願Ｈ９−２８６００２では、絹フィブロインを用いた損傷被覆材はフィルム状でも粉末状でも利用でき、患部の乾燥を防止して、外部からの汚染を防ぐとともに、疼痛を緩和して治癒を促進することを述べた。また、絹フィブロインの損傷被覆材は、創部などからの滲出液により徐々に溶解して体内に吸収されるため、除去時の痛みや交換の必要もなく優れた機能を発現することを示した。しかしながら、特願Ｈ９−２８６００２に記載された方法で製造される絹フィブロインフィルムは、ガラス質の非晶で脆弱なために、損傷被覆材として用いることが出来ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、柔軟性に優れた絹フィブロインフィルムの製造方法を開発し、工業材料として、あるいは医療材料として、特に患部への密着性に優れた損傷被覆材を提供することである。前記課題を解決すべく鋭意検討する中で、絹フィルムの製造時に水蒸気処理を導入し、絹フィブロインフィルム内部に水分子を拡散させて絹フィブロインのガラス転移温度を低下させ、室温で絹フィブロインを結晶化できることに着目した。室温で絹フィブロインの結晶化を制御できることで、加熱などによる絹フィブロインの酸化劣化、熱劣化を防ぐことが可能なだけでなく、損傷被覆材として利用するときに、単純な水蒸気処理であるために有害な化学物質による汚損の恐れがなく、患者に対して安全である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、絹フィブロインフィルムの製造工程において水蒸気処理を導入し、絹フィブロインの結晶化を促進することで、非晶性で脆弱な絹フィブロインフィルムに柔軟性を付与する点が、特願Ｈ９−２８６００２「損傷被覆材としての絹フィブロイン」と大きく異なる。
【０００６】
【本発明の実施の態様】本発明の絹フィブロインフィルムについて詳細に説明する。
第１工程：塩化カルシウムとエチルアルコールと水とを、モル比で、塩化カルシウム：エチルアルコール：水＝１：２：８となるように混合した溶液を調製する。この溶液を７０〜８０℃まで加熱し、そこに絹（フィブロインおよびセリシンを含む）を入れて、撹拌し溶解させる。このとき、絹と溶液の浴比は、１：１０程度であることが好ましい。
第２工程：絹溶液は、透析チューブ等を利用して塩化カルシウムの除去を行う。塩化カルシウムが十分に除去されたかは、透析処理後の絹溶液の一部に硝酸銀を加え、白濁が生じないことで確認する。
第４工程：脱塩処理した絹溶液は、ガラス、金属、プラスチックなどからなる平板上に広げて、送風下で速やかに水分を除去することでフィルムとなる。
第５工程：底に水を張った密閉容器にフィルムが直接、水に接触しないように金網等にフィルム載せるか、フィルムを吊して、フィルムを飽和水蒸気に曝す。このとき水温・処理時間を調節することでフィルムの結晶化度を制御する。結晶化度は、該フィルムの広角Ｘ線回折測定から結晶ピークの面積を測定することによって管理することが出来る。
【０００７】
【発明の効果】本発明から損傷被覆材あるいは美顔用のフェイスマスクを製造したとき、従来の絹フィブロインフィルムを用いたものに比べて皮膚への密着度が優れ、治癒効果、美顔効果が期待できる。水蒸気処理による絹フィブロインの結晶化によって、フィルム内部に分子鎖網目が形成され、フィルムにさらに柔軟性を付与するために、グリセリンの含浸や美顔効果の付与のために鮫油（スクワラン）の複合化も可能となり、それらの絹溶液を部分的に吹き付ければ柔軟性のある薄幕が張れるしまた、本発明の絹フィブロインフィルムを利用して様々な機能性製品、例えば糸状にして繊維商品の開発が期待できる。
【０００８】
【実施例】実施例１
塩化カルシウムとエチルアルコールと水とを、モル比で、塩化カルシウム：エチルアルコール：水＝１：２：８となるように混合した溶液を調製して７０〜８０℃まで加熱し、そこに絹（フィブロインおよびセリシンを含む）を入れて、撹拌し溶解させる。次に、この絹溶液から透析チューブ等を利用して塩化カルシウムの除去を行い、ガラス板上に広げて、送風下で速やかに水分を除去することでフィルムとした。さらに、底に水を張った密閉容器にフィルムが直接、水に接触しないようにフィルムを吊して、室温で３日間、飽和水蒸気に曝した。このフィルムの広角Ｘ線回折測定を行ったところ、２θ＝１２°，２１°，２５°，２８°，３７°付近に絹フィブロインの鋭い結晶回折ピークが観測され、また、このフィルムは２つ折にしても折れることはなく柔軟であった。
【０００９】
【比較例】比較例１
塩化カルシウムとエチルアルコールと水とを、モル比で、塩化カルシウム：エチルアルコール：水＝１：２：８となるように混合した溶液を調製して７０〜８０℃まで加熱し、そこに絹（フィブロインおよびセリシンを含む）を入れて、撹拌し溶解させる。次に、この絹溶液から透析チューブ等を利用して塩化カルシウムの除去を行い、ガラス板上に広げて、送風下で速やかに水分を除去することでフィルムとした。このフィルムの広角Ｘ線回折測定を行ったところ、２θ＝２２°付近にピークを持つブロードな絹フィブロインの非晶ピークが観測され、また、このフィルムは２つ折にすると容易に折れ目で破損し、脆弱なものであった。
【図面の簡単な説明】
水蒸気処理によるフィブロインフィルムの構造変化について
別紙（Ｘ線回折測定結果）に示すように室温の水蒸気処理（水を張ったデシケーター内に３日間保存）によってフィブロインの結晶化が生じたことが分かった。この結果、フィルムの柔軟性が増加し、未処理ではわずか１％の伸び変形で破壊していたのに対して１．５％まで変形させることが可能となった。このときのフィルムの引っ張り条件は、幅５ｍｍの短冊状に切ったフィルムについて、チャック間距離３０ｍｍで３０ｍｍ／分の引っ張り速度で変形を加え、破断するまでの伸び率を測定することとした。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the production of silk fibroin films excellent in flexibility, and silk fibroin films that have been fragile and could not be used by using this technology are used as industrial materials, or It can be used as a medical material.
[0002]
2. Description of the Related Art Silk fibroin film is a new damage covering material that compensates for the drawbacks of gauze using cotton yarn that has been widely used in the medical field. As has been developed as.
[0003]
The wound dressing has the following functions: 1) exudate drainage, 2) prevention of body fluid leakage, 3) control of insensitive vaporization, 4) prevention of bacterial invasion from outside, and 5) prevention of bacterial growth on the wound surface. 6) Preparation of a transplant bed for self-skin grafting. With regard to 5), a combination of local antibacterial agents or complexation has recently been made. In order to satisfy 1) to 4), it is required to be a uniform film and to be a three-dimensional structure for close contact with a living body (Nobuyuki Shiotani “Plastic Surgical Procedure Series, Formation” Biomaterials in Surgery "pp. 75-89, Katsuido Publishing, Tokyo, 1991). As a material satisfying these conditions, formalized polyvinyl alcohol sponges (Chvapil M, “Considations on manufacturing principles of synthetic bonding”; A Review ”, J. Biomed. Mater. Res. 1982), as a biopolymer, a collagen sponge crosslinked with glucosaminoglycan is used (Burke JF et al., “Successful use of affirmatively acceptable artificial skin 4 in Scient. 1 81) Since the applied, many polymers have been developed as a coating material. However, these conventional damage covering materials are not necessarily sufficient in terms of compatibility with human skin, and have a drawback of high cost. In this trend, Silk Arts & Crafts Co., Ltd. conducts joint research with the Institute for Silk and Insect Agricultural Technology (currently the National Institute for Agrobiological Sciences) to develop and promote silk fibroin as a damage covering material. I came. In Japanese Patent Application No. H9-286002, the damage dressing material using silk fibroin can be used in the form of a film or powder, preventing the affected area from drying, preventing external contamination, and relieving pain to promote healing. Said. In addition, the silk fibroin damage dressing material was gradually dissolved by the exudate from the wound and absorbed into the body, so that it showed excellent function without the pain and need for replacement. However, the silk fibroin film produced by the method described in Japanese Patent Application No. H9-286002 cannot be used as a damage covering material because it is glassy amorphous and brittle.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to develop a method for producing silk fibroin film having excellent flexibility, and as an industrial material or a medical material, particularly a damage coating having excellent adhesion to an affected area. Is to provide materials. In earnest study to solve the above problems, steam treatment was introduced during the production of silk film, water molecules were diffused inside the silk fibroin film to lower the glass transition temperature of silk fibroin, and silk fibroin was crystallized at room temperature. We focused on the fact that Because it can control the crystallization of silk fibroin at room temperature, it can not only prevent oxidative deterioration and thermal deterioration of silk fibroin due to heating, but also because it is a simple steam treatment when used as a damage coating material Safe for patients with no risk of fouling by harmful chemicals.
[0005]
[Means for Solving the Problems] The present invention introduces water vapor treatment in the production process of silk fibroin film and promotes the crystallization of silk fibroin, thereby making the amorphous and brittle silk fibroin film flexible. The point to be applied is greatly different from Japanese Patent Application H9-286002 “Silk fibroin as a damage covering material”.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The silk fibroin film of the present invention will be described in detail.
First step: A solution is prepared by mixing calcium chloride, ethyl alcohol, and water in a molar ratio of calcium chloride: ethyl alcohol: water = 1: 2: 8. This solution is heated to 70 to 80 ° C., and silk (including fibroin and sericin) is put therein, and stirred and dissolved. At this time, the bath ratio of silk to solution is preferably about 1:10.
Second step: The silk solution removes calcium chloride using a dialysis tube or the like. Whether calcium chloride has been sufficiently removed is confirmed by adding silver nitrate to a portion of the silk solution after dialysis treatment and no cloudiness.
Fourth step: The desalted silk solution is spread on a flat plate made of glass, metal, plastic or the like, and becomes a film by quickly removing moisture under blowing.
Fifth step: The film is placed on a wire mesh or the like so that the film does not directly contact water in a closed container with water on the bottom, or the film is suspended and the film is exposed to saturated water vapor. At this time, the crystallinity of the film is controlled by adjusting the water temperature and treatment time. The crystallinity can be managed by measuring the area of the crystal peak from the wide-angle X-ray diffraction measurement of the film.
[0007]
[Effects of the Invention] When a wound dressing or a face mask for facial treatment is produced from the present invention, the degree of adhesion to the skin is superior to that using a conventional silk fibroin film, and a healing effect and a facial effect can be expected. . By crystallization of silk fibroin by steam treatment, a molecular chain network is formed inside the film, and in order to give the film more flexibility, it is combined with squalane for impregnation of glycerin and a facial effect. It is also possible to spray a portion of these silk solutions to create a flexible thin curtain. Also, various functional products such as the development of textile products in the form of yarns using the silk fibroin film of the present invention. Can be expected.
[0008]
Example 1
A solution prepared by mixing calcium chloride, ethyl alcohol, and water in a molar ratio of calcium chloride: ethyl alcohol: water = 1: 2: 8 was prepared and heated to 70-80 ° C., and silk ( (Including fibroin and sericin) and stir to dissolve. Next, calcium chloride was removed from this silk solution using a dialysis tube or the like, spread on a glass plate, and moisture was quickly removed under ventilation to obtain a film. Further, the film was suspended in a sealed container with water on the bottom so that the film did not come into contact with water, and exposed to saturated water vapor at room temperature for 3 days. When this film was subjected to wide-angle X-ray diffraction measurement, a sharp crystal diffraction peak of silk fibroin was observed in the vicinity of 2θ = 12 °, 21 °, 25 °, 28 °, 37 °, and this film was folded in two. It was flexible without breaking.
[0009]
[Comparative Example] Comparative Example 1
A solution prepared by mixing calcium chloride, ethyl alcohol, and water in a molar ratio of calcium chloride: ethyl alcohol: water = 1: 2: 8 was prepared and heated to 70-80 ° C., and silk ( (Including fibroin and sericin) and stir to dissolve. Next, calcium chloride was removed from this silk solution using a dialysis tube or the like, spread on a glass plate, and moisture was quickly removed under ventilation to obtain a film. When this film was subjected to wide-angle X-ray diffraction measurement, a broad silk fibroin amorphous peak having a peak around 2θ = 22 ° was observed, and when this film was folded in two, it was easily broken at the fold. It was fragile.
[Brief description of the drawings]
Regarding the structural change of the fibroin film due to the steam treatment, it was found that crystallization of fibroin was caused by the steam treatment at room temperature (stored in a desiccator filled with water for 3 days) as shown in a separate sheet (X-ray diffraction measurement result). As a result, the flexibility of the film increased, and it was possible to deform it to 1.5%, while it was broken by only 1% elongation deformation when untreated. At this time, the film was stretched under the condition that a film cut into a strip shape having a width of 5 mm was deformed at a pulling speed of 30 mm / min with a distance between chucks of 30 mm, and an elongation rate until breaking was measured.
