JP2008029226A - Temperature responsive substrate material and cell - Google Patents

Temperature responsive substrate material and cell Download PDF

Info

Publication number
JP2008029226A
JP2008029226A JP2006204232A JP2006204232A JP2008029226A JP 2008029226 A JP2008029226 A JP 2008029226A JP 2006204232 A JP2006204232 A JP 2006204232A JP 2006204232 A JP2006204232 A JP 2006204232A JP 2008029226 A JP2008029226 A JP 2008029226A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
responsive
fiber
polymer compound
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006204232A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuji Kondo
哲司 近藤
Atsuko Miyano
敦子 宮野
Yoshihiro Naruse
恵寛 成瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2006204232A priority Critical patent/JP2008029226A/en
Publication of JP2008029226A publication Critical patent/JP2008029226A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a material capable of finishing its function achieved by forming the structure of a structural material by collapsing the structure under a moderate condition after completing the function of the structural material, or the material capable of freely stopping the function of a functional substance, or recovering or releasing the functional substance after using the functional substance for various uses by keeping the functional substance on the surface or at the inside of the material. <P>SOLUTION: This temperature responsive substrate material is provided by containing a fibrous structural material consisting of an aggregate of short fibers having 1 to 50 μm number-average diameter of a single fiber and 0.2 to 30 mm fiber length of the single fiber and a temperature responsive polymer compound, and collapsing its structure by changing temperature from a temperature higher than a lower limit of critical dissolution temperature of the temperature responsive polymer compound in an aqueous solution to a lower temperature than the lower limit of the critical dissolution temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、繊維構造体と温度応答性高分子化合物を含み、温度に応答してその構造を崩壊させる温度応答性基材およびその温度応答性基材を利用した製品に関するものである。   The present invention relates to a temperature-responsive base material that includes a fiber structure and a temperature-responsive polymer compound, and that collapses the structure in response to temperature, and a product that uses the temperature-responsive base material.

従来、天然繊維および合成繊維などの様々な繊維は、繊維を様々な方法で加工することにより様々な用途に適した機能を有する繊維構造体が作製されてきた。すなわち、繊維が構造体を形成することによるその空間的な配置、物理的な構造および形状により、様々な機能を発現して用途展開を図ることができ、また、そのようにして作製された繊維構造体の表面や内部に機能性物質を保持させることにより、繊維構造体に対して付加的な機能を付与して用途展開を図ることを可能としてきた。   Conventionally, as for various fibers such as natural fibers and synthetic fibers, fiber structures having functions suitable for various uses have been produced by processing the fibers by various methods. That is, the spatial arrangement, the physical structure, and the shape of the fibers forming the structure can express various functions and can be used for applications, and the fibers thus manufactured By holding a functional substance on the surface or inside of the structure, it has been possible to provide additional functions to the fiber structure and to develop applications.

また、作製された繊維構造体を外部からの刺激などにより崩壊させることも重要である。例えば、繊維構造体がその構造を形成していることにより発現している機能を停止させたい場合や、繊維構造体の表面や内部に保持されている機能性物質をとりだして回収したい、あるいは外部に放出させたい場合などである。   It is also important to collapse the produced fiber structure by external stimulation or the like. For example, if you want to stop the function that is manifested by the fiber structure forming its structure, or you want to take out and collect the functional substance held on the surface or inside of the fiber structure, or This is the case when you want to release it.

このように繊維構造体を崩壊させたいとき、従来は、例えば、繊維が溶融あるいは分解する温度で熱処理を施したたり、あるいは繊維が溶解するような有機系溶媒で処理することにより繊維自体を変形、変性または消失させて、繊維構造体を崩壊させることが行われていたのが一般的である。しかしながら、このような方法は、一般的に過激な条件であり、まわりに付帯した環境に悪影響を与える可能性があり、あまり好ましい方法ではないとされている。例えば、プラスチック基材の上に繊維構造体を形成させておき、繊維構造体だけを崩壊させたい場合に、上記のような加熱あるいは有機溶媒を用いた過激な処理条件では、基材であるプラスチックにも変形や溶解などの影響を与えてしまう。また、例えば、繊維構造体の内部に保持されていた機能性物質を回収あるいは放出したい場合において、内部に保持された機能性物質が熱に対して弱かったり、有機系の溶媒に対して溶解してしまったりする場合には、機能性物質の機能を保持したまま回収したり、放出したりすることが難しくなってしまう。   When it is desired to collapse the fiber structure in this way, conventionally, for example, the fiber itself is deformed by heat treatment at a temperature at which the fiber melts or decomposes, or by treatment with an organic solvent in which the fiber dissolves. In general, the fiber structure is disrupted by modification or disappearance. However, such a method is generally an extreme condition and may adversely affect the surrounding environment, and is not considered to be a preferable method. For example, when a fiber structure is formed on a plastic substrate and only the fiber structure is desired to be collapsed, under the extreme processing conditions using heating or an organic solvent as described above, the plastic that is the substrate It will also affect the deformation and dissolution. Also, for example, when it is desired to recover or release the functional substance held inside the fiber structure, the functional substance held inside is weak against heat or dissolved in an organic solvent. In such a case, it becomes difficult to collect or release while maintaining the function of the functional substance.

その一方で、穏和な条件で構造が変化する材料として温度応答性高分子化合物を用いた材料が知られている。例えば、このような温度応答性高分子化合物を用いて細胞培養用材料を作製し、温度変化によりその性質を変化させて細胞の回収を行うことが提案されている(特許文献1および特許文献2参照。)。しかしながら、温度応答性高分子化合物自身で作製された材料はゲル状物となってしまうため、ゲル状物では構造としての強度が弱く、重力を含めたちょっとした外力を与えるだけでその構造が崩れてしまうため任意の形状を保持することが不可能であり、例えば、振とう、遠心および灌流などの外力がかかる条件での使用は不可能であるという問題があった。   On the other hand, a material using a temperature-responsive polymer compound is known as a material whose structure changes under mild conditions. For example, it has been proposed to prepare a cell culture material using such a temperature-responsive polymer compound, and to recover the cells by changing its properties by changing the temperature (Patent Document 1 and Patent Document 2). reference.). However, since the material made of the temperature-responsive polymer compound itself becomes a gel-like material, the strength of the gel-like material is weak, and the structure collapses only by applying a slight external force including gravity. Therefore, it is impossible to hold an arbitrary shape, and there is a problem that it cannot be used under conditions where an external force such as shaking, centrifugation, and perfusion is applied.

また、このような温度応答性高分子化合物自体を加工して繊維のような形状を作製することも不可能である。また、これらの特許文献1と2においては、支持体表面に温度応答性高分子化合物を被覆した細胞培養用材料を作製しているが、この材料は温度応答性高分子化合物の性質によって支持体の表面性質のみを変化させるだけであり、支持体自体の構造が崩壊するわけではないため、例えば、その構造を崩壊させて支持体を形成していることにより発現される機能を消失させることは不可能であり、また例えば、支持体の構造自体が複雑な形状場合、その内部に入り込んでしまった細胞を初めとする機能性物質を温度変化により取り出し、回収することも不可能であった。また、作製できる形状に制約があるため、自由な三次元構造を形成することができず、用途も限定されるという欠点があった。すなわち、上記従来の提案では、温度変化などの穏和な条件で構造が変化(崩壊)する材料として、支持体として適度な強度を有し、支持体として形態および形状に自由度があり、空間的な配置による機能発現に優れ、かつ表面や内部に機能性物質を保持できるような支持体を形成できるような材料は存在していなかったため、支持体として適度な強度を持ち、形状・形態の自由度を有し、かつ、温度変化など穏和な条件によりその構造を崩壊できるような材料が求められていた。
特開平03−026690号公報 特開平05−192138号公報
In addition, it is impossible to fabricate a shape like a fiber by processing such a temperature-responsive polymer compound itself. In these Patent Documents 1 and 2, a cell culture material is produced by coating a surface of a support with a temperature-responsive polymer compound. This material depends on the properties of the temperature-responsive polymer compound. Only the surface properties of the substrate are changed, and the structure of the support itself is not destroyed.For example, it is possible to lose the function expressed by forming the support by disrupting the structure. For example, when the structure of the support itself has a complicated shape, it has been impossible to extract and collect functional substances such as cells that have entered the inside of the support body due to temperature changes. In addition, since the shape that can be produced is restricted, a free three-dimensional structure cannot be formed, and there is a drawback that the application is limited. That is, in the above conventional proposal, as a material whose structure changes (collapses) under a mild condition such as temperature change, it has an appropriate strength as a support, has flexibility in form and shape as a support, and is spatially Since there was no material that can form a support that can be used to hold a functional substance on the surface or inside because of its excellent function expression, it has an appropriate strength as a support and is free to shape and form There has been a demand for a material that has a degree and can collapse its structure under mild conditions such as temperature changes.
Japanese Patent Laid-Open No. 03-026690 JP 05-192138 A

そこで本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消せんとするものであり、基材がその機能を果たした後、穏和な条件でその基材の構造を崩壊させることにより、基材が構造を形成していることにより発現していた機能を終結させることができるような材料、あるいは、機能性物質を表面あるいは内部に保持させてさまざまな用途に使用した後、自由にその機能性物質の機能を停止したり、機能性物質を回収したり、外部に放出したりすることができる材料として、基材として適度な強度を有し、かつ自由な構造と形状をとることができ、さらに穏和な条件として温度変化によりその構造を崩壊できる材料としての温度応答性基材を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art, and after the base material has fulfilled its function, the base material is structured by collapsing the base material structure under mild conditions. A material that can terminate the function that was manifested by forming the surface, or a functional substance that is retained on the surface or inside and used for various purposes, and then the functional substance can be freely As a material that can stop function, collect functional substances, and release to the outside, it has moderate strength as a base material, can take a free structure and shape, and is milder It is an object of the present invention to provide a temperature-responsive substrate as a material capable of collapsing the structure by temperature change.

本発明の他の目的は、上記の温度応答性基材の表面および/または内部において培養された細胞を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide cells cultured on the surface and / or inside the above-mentioned temperature-responsive substrate.

本発明は、上記の目的を達成するものであり、本発明の温度応答性基材は、単繊維の数平均直径が1nm〜50μmで単繊維の繊維長が0.2mm〜30mmである短繊維の集合体からなる繊維構造体と温度応答性高分子化合物を含み、水溶液中で温度応答性高分子化合物の下限臨界溶解温度より高い温度から下限臨界溶解温度より低い温度にすることによりその構造が崩壊することを特徴とする温度応答性基材である。   The present invention achieves the above-mentioned object, and the temperature-responsive base material of the present invention is a short fiber having a single fiber number average diameter of 1 nm to 50 μm and a single fiber length of 0.2 mm to 30 mm. The structure includes a fiber structure composed of an assembly of the above and a temperature-responsive polymer compound, and the structure is changed from a temperature higher than the lower critical solution temperature of the temperature-responsive polymer compound to a temperature lower than the lower critical solution temperature in an aqueous solution. It is a temperature-responsive substrate characterized by collapsing.

本発明の温度応答性基材の好ましい態様によれば、前記の短繊維は、単繊維の数平均直径が1nm〜500nmの範囲のナノファイバーであり、また、前記の直径が500nmより大きい短繊維の構成比率は3重量%以下である。   According to a preferred embodiment of the temperature-responsive substrate of the present invention, the short fibers are nanofibers having a number average diameter of single fibers in the range of 1 nm to 500 nm, and the short fibers have a diameter greater than 500 nm. The composition ratio of is 3% by weight or less.

本発明の温度応答性基材の好ましい態様によれば、前記の短繊維は有機系ポリマーからなるものである。   According to a preferred embodiment of the temperature-responsive substrate of the present invention, the short fiber is made of an organic polymer.

本発明の温度応答性基材の好ましい態様によれば、前記の温度応答性高分子化合物は、下限臨界溶解温度より高い温度で水に対して不溶性であり、下限臨界溶解温度より低い温度で水に対して溶解性をもつものであり、好適な温度応答性高分子化合物として、ポリN置換アクリルアミドが挙げられる。また、この温度応答性高分子化合物の好適な含量は、繊維構造体の重量に対して1〜20重量%である。   According to a preferred embodiment of the temperature-responsive base material of the present invention, the temperature-responsive polymer compound is insoluble in water at a temperature higher than the lower critical solution temperature and water at a temperature lower than the lower critical solution temperature. As a suitable temperature-responsive polymer compound, poly-N-substituted acrylamide can be mentioned. Moreover, the suitable content of this temperature-responsive high molecular compound is 1 to 20 weight% with respect to the weight of a fiber structure.

本発明の温度応答性基材の好ましい態様によれば、本発明の温度応答性基材は、溶媒に短繊維の集合体を分散させた分散液に温度応答性高分子化合物を添加し、該溶媒を除去して形成されたものである。   According to a preferred embodiment of the temperature-responsive substrate of the present invention, the temperature-responsive substrate of the present invention is obtained by adding a temperature-responsive polymer compound to a dispersion obtained by dispersing an aggregate of short fibers in a solvent, It is formed by removing the solvent.

本発明の温度応答性基材の好ましい態様によれば、本発明の温度応答性基材は繊維構造体を構成する短繊維表面に温度応答性高分子化合物が被覆されてなるものである。   According to a preferred embodiment of the temperature-responsive substrate of the present invention, the temperature-responsive substrate of the present invention is obtained by coating the surface of a short fiber constituting a fiber structure with a temperature-responsive polymer compound.

本発明の温度応答性基材の好ましい態様によれば、前記の繊維構造体が薄層状、紙状、不織布状またはスポンジ状のものである。   According to a preferred embodiment of the temperature-responsive substrate of the present invention, the fiber structure is in a thin layer shape, a paper shape, a nonwoven fabric shape or a sponge shape.

本発明の温度応答性基材の好ましい態様によれば、本発明の温度応答性基材は、他の基材上で形成されているものであり、また、他の基材上で所定のパターンを形成しているものであり、また、表面および/または内部に機能性物質が保持されているのである。   According to a preferred embodiment of the temperature-responsive substrate of the present invention, the temperature-responsive substrate of the present invention is formed on another substrate, and a predetermined pattern is formed on the other substrate. In addition, a functional substance is held on the surface and / or inside.

本発明の温度応答性基材は、細胞培養および/または組織再生が係わる分野に好適であり、その温度応答性基材の表面および/または内部において細胞を培養することができる。   The temperature-responsive substrate of the present invention is suitable for the field involving cell culture and / or tissue regeneration, and cells can be cultured on the surface and / or inside of the temperature-responsive substrate.

本発明が提供する単繊維の数平均直径が1nm〜50μmであり、かつ単繊維の繊維長が0.2mm〜30mmである短繊維の集合体からなる繊維構造体と温度応答性高分子化合物を含み、水溶液中において温度応答性高分子化合物の下限臨界溶解温度より高い温度から下限臨界溶解温度より低い温度にすることによりその構造が崩壊することを特徴とする温度応答性基材により、基材がその機能を果たした後、温度変化によりその構造を崩壊させることにより、基材が構造を形成していることにより果たしていた機能を終結させることができるような材料、あるいは、基材の表面あるいは内部に機能性物質を保持させた後、温度変化という穏和な条件変化により、自由にその機能性物質の機能を停止したり、機能性物質を回収したり、外部に放出したりすることができる材料を得ることができる。また温度応答性基材を構成する繊維構造体は、三次元の構造体として適度な強度を有し、かつ自由な構造と形状をとることができる。
本発明では、このような温度応答性基材を提供することができ、表面あるいは内部に保持させる機能性物質を様々に変えることにより、衣料資材、インテリア製品、生活資材、環境・産業資材製品、IT製品、メディカル製品および研究用製品などに使用することができる。特に、この温度応答性基材に機能性物質として医薬品を保持させて使用すれば、温度変化により医薬品を自由に放出できるため、DDS(ドラッグデリバリーシステム)用途として使用することが可能である。また、この温度応答性基材を細胞培養用として使用すれば、細胞培養後に温度変化させることにより基材を崩壊させて、培養した細胞を表面あるいは内部から取り出すことも可能であり、これにより従来は培養が難しかった基材で培養した細胞の回収が容易になり、細胞医療あるいは組織再生に係わる医療、医薬、診断、研究および分析などの分野、特に再生医療や細胞医療のような医療分野へと応用することが可能となる。
A fiber structure comprising a collection of short fibers having a number average diameter of single fibers of 1 nm to 50 μm and a fiber length of 0.2 mm to 30 mm provided by the present invention and a temperature-responsive polymer compound A temperature-responsive base material characterized in that the structure collapses by changing the temperature-responsive polymer compound in the aqueous solution from a temperature higher than the lower critical solution temperature to a temperature lower than the lower critical solution temperature. After the material has fulfilled its function, its structure is destroyed by a change in temperature so that the function that has been fulfilled by the base material forming the structure can be terminated, or the surface of the base material or After holding the functional substance inside, the function of the functional substance can be freely stopped, the functional substance can be recovered, Material that can be and out can be obtained. Moreover, the fiber structure which comprises a temperature-responsive base material has moderate intensity | strength as a three-dimensional structure, and can take a free structure and shape.
In the present invention, such a temperature-responsive base material can be provided, and by changing various functional substances to be retained on the surface or inside, clothing materials, interior products, living materials, environmental / industrial material products, It can be used for IT products, medical products and research products. In particular, if a drug is held as a functional substance on this temperature-responsive base material, the drug can be freely released by temperature change, so that it can be used for DDS (drug delivery system) applications. In addition, if this temperature-responsive substrate is used for cell culture, it is possible to disintegrate the substrate by changing the temperature after cell culture and take out the cultured cells from the surface or the inside. Makes it easy to collect cells cultured on substrates that have been difficult to culture, and is used in the fields of medicine, medicine, diagnosis, research and analysis related to cell medicine or tissue regeneration, especially in the medical field such as regenerative medicine and cell medicine. And can be applied.

以下、本発明に係る温度応答性基材とその製造方法について、望ましい実施の形態と共に詳細に説明する。   Hereinafter, the temperature-responsive base material and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail together with desirable embodiments.

本発明の温度応答性基材は、単繊維の数平均直径が1nm〜50μmであり、かつ単繊維の繊維長が0.2mm〜30mmである短繊維の集合体からなる繊維構造体と温度応答性高分子化合物を含み、水溶液中で温度応答性高分子化合物の下限臨界溶解温度より高い温度から下限臨界溶解温度より低い温度にすることによりその温度応答性基材の構造が崩壊する温度応答性基材である。ここでいう基材とは、様々な構造をなすことができる加工品を指す。   The temperature-responsive base material of the present invention includes a fiber structure composed of an assembly of short fibers having a single fiber number average diameter of 1 nm to 50 μm and a single fiber length of 0.2 mm to 30 mm, and a temperature response. Responsiveness in which the structure of the temperature-responsive substrate collapses when the temperature is changed from a temperature higher than the lower critical solution temperature of the temperature responsive polymer compound to a temperature lower than the lower critical solution temperature. It is a substrate. A base material here refers to the processed goods which can make various structures.

本発明でいうところの「その構造が崩壊する」とは、繊維によって組み立て形づくられた温度応答性基材が全体的あるいは部分的に構造として不安定な状態になり、元の形状を保つことができなくなって構造全体として崩れ、壊れることを指し、例えば、水溶液中において、自重あるいは振とう、遠心、灌流または旋回などをした際に発生する水流などの微力な外力により元の形状が保てなくなるような状態を指す。   In the present invention, “the structure collapses” means that the temperature-responsive base material assembled by the fibers becomes unstable as a whole or part of the structure, and maintains the original shape. This means that the entire structure collapses and breaks. For example, in an aqueous solution, the original shape cannot be maintained due to a weak external force such as a self-weight or water flow generated when shaking, centrifuging, perfusing, or swirling. It refers to such a state.

本発明で使用される温度応答性高分子化合物は、下限臨界溶解温度(LCST=Lower Critical Solution Temperture)(以下、LCSTと称することがある。)を有する高分子化合物であり、その高分子化合物と溶媒を混合した状態において温度を下げていくと、LCSTを境に溶媒に対して不溶性の状態から溶解性の状態に転移する高分子化合物を指す。特に、様々な用途において溶媒としては水が重要であり、溶媒としての水に対してLCSTを有する温度応答性高分子化合物は、温度を下げることによりLCSTを境に脱水和状態から水和状態に転移する高分子化合物であり、LCSTより高い温度では水に対して不溶性であり、LCSTより低い温度では水に対して溶解性である高分子化合物である。LCSTは高分子化合物を溶媒に混合した溶液を用意し、濁度計を用いて光透過率を測定しながら温度を高温から低温に変化させ、光透過率が急激に低下する温度がLCSTである。   The temperature-responsive polymer compound used in the present invention is a polymer compound having a lower critical solution temperature (LCST = Lower Critical Solution Temperature) (hereinafter sometimes referred to as LCST). When the temperature is lowered while the solvent is mixed, it refers to a polymer compound that transitions from an insoluble state to a soluble state with respect to the solvent with the LCST as a boundary. In particular, water is important as a solvent in various applications, and a temperature-responsive polymer compound having LCST with respect to water as a solvent changes from a dehydrated state to a hydrated state at the boundary of LCST by lowering the temperature. It is a polymer compound that undergoes transition, and is a polymer compound that is insoluble in water at a temperature higher than LCST and is soluble in water at a temperature lower than LCST. LCST is prepared by preparing a solution in which a polymer compound is mixed in a solvent, and changing the temperature from a high temperature to a low temperature while measuring the light transmittance using a turbidimeter, and the temperature at which the light transmittance rapidly decreases is the LCST. .

本件の温度応答性基材においては、繊維構造体と温度応答性高分子化合物を含んでおり、温度応答性高分子化合物が繊維構造体を構成する短繊維表面を被覆するなどの作用効果により、温度応答性高分子化合物が繊維構造体に対し短繊維と短繊維を結合させるバインダーの役割を担い、短繊維が集合体として構成されたその構造を保持することを可能としている。バインダーとして上記のような温度応答性高分子化合物を使用することにより、LCSTより高い温度ではバインダーである温度応答性高分子化合物が水等の溶媒に対して不溶性であるため、バインダーは溶解せず、温度応答性基材を溶媒中に入れても全体として温度応答性基材の構造を保持したままの状態を保つことが可能となる。逆に、LCSTより低い温度ではバインダーである温度応答性高分子化合物が溶媒に対して溶解性となるため、バインダーが溶媒に溶解し易くなり、結果として温度応答性基材をLCSTより低い温度の状態で溶媒中に入れると、自重、振とうあるいはピペッティングなどの微弱な外力により温度応答性基材の構造が簡単に崩壊してしまう。すなわち、本発明の温度応答性基材は、このような作用により全体として構造の崩壊を温度変化のような穏和な条件により制御することが可能となる。上記のことから、本発明においては、繊維構造体の繊維表面に温度応答性高分子化合物が被覆されていることが好ましい。   In the temperature-responsive substrate of the present case, the fiber structure and the temperature-responsive polymer compound are included, and the temperature-responsive polymer compound covers the surface of the short fiber constituting the fiber structure, for example, The temperature-responsive polymer compound serves as a binder for binding the short fibers and the short fibers to the fiber structure, and the short fibers can maintain the structure formed as an aggregate. By using a temperature-responsive polymer compound as described above as a binder, the binder does not dissolve because the temperature-responsive polymer compound that is a binder is insoluble in water or other solvents at temperatures higher than the LCST. Even if the temperature-responsive base material is put in a solvent, it is possible to keep the state of the structure of the temperature-responsive base material as a whole. Conversely, since the temperature-responsive polymer compound as a binder is soluble in a solvent at a temperature lower than the LCST, the binder is easily dissolved in the solvent, and as a result, the temperature-responsive base material has a lower temperature than the LCST. When placed in a solvent in a state, the structure of the temperature-responsive substrate easily collapses due to a weak external force such as its own weight, shaking, or pipetting. That is, the temperature-responsive base material of the present invention can control the collapse of the structure as a whole under a mild condition such as a temperature change by such an action. From the above, in the present invention, it is preferable that the fiber surface of the fiber structure is coated with a temperature-responsive polymer compound.

本発明で用いられる繊維構造体を構成する短繊維は、単繊維の数平均直径が1nm〜50μmであることが重要である。単繊維の数平均直径をかかる範囲内にすることにより、構造として繊維が分散し易くなり繊維構造体を作製する際のハンドリングが向上し、任意の形状の繊維構造体を得やすくなるという利点がある。また、単繊維の数平均直径が50μmを超えると温度応答性高分子化合物のバインダー効果による温度応答性基材の構造保持が難しくなる。
この単繊維の数平均直径は1nm〜10μmであることが好ましく、より好ましくは1〜500nmであり、さらに好ましくは1〜200nmであり、最も好ましくは1〜100nmである。単繊維の繊維径をナノメートルサイズ(すなわち、ナノファイバー/(本発明では、繊維径が1μmより小さい繊維をナノファイバーと呼ぶことがある)にすることにより、さらに自由な形状と構造をもつ繊維構造体を作製し易くなり、また、繊維径をナノサイズにするより繊維構造体の比表面積や空間形成能が増大し、後で述べる機能性物質の保持性能を飛躍的に増大させることが可能となる。特に、単繊維直径が500nm以下のナノファイバーとなると、比表面積が飛躍的に大きくなるだけでなく繊維間に無数の数nm〜数百nmの空隙を形成することができるため、従来のマイクロファイバーでは見られなかったナノファイバー特有の優れた吸着、吸収および放出特性を示す。また、単繊維の数平均直径をナノレベルの繊維径とすることにより、温度変化により構造を崩壊させた後、繊維を取り除いて機能性物質のみを回収することが容易になる。
As for the short fiber which comprises the fiber structure used by this invention, it is important that the number average diameter of a single fiber is 1 nm-50 micrometers. By making the number average diameter of the single fibers within such a range, the fiber is easily dispersed as a structure, and handling when producing the fiber structure is improved, and it is easy to obtain a fiber structure of an arbitrary shape. is there. On the other hand, when the number average diameter of the single fibers exceeds 50 μm, it becomes difficult to maintain the structure of the temperature-responsive base material due to the binder effect of the temperature-responsive polymer compound.
The number average diameter of the single fibers is preferably 1 nm to 10 μm, more preferably 1 to 500 nm, still more preferably 1 to 200 nm, and most preferably 1 to 100 nm. A fiber having a more free shape and structure by making the fiber diameter of a single fiber nanometer size (that is, in the present invention, a fiber having a fiber diameter smaller than 1 μm may be referred to as nanofiber). It becomes easier to fabricate the structure, and the specific surface area and space-forming ability of the fiber structure are increased compared to the fiber diameter being nano-sized, and the retention performance of the functional substance described later can be dramatically increased. In particular, when nanofibers having a single fiber diameter of 500 nm or less are used, not only the specific surface area dramatically increases, but also innumerable pores of several nanometers to several hundred nanometers can be formed between the fibers. It exhibits excellent adsorption, absorption, and release characteristics unique to nanofibers that were not seen with microfibers, and the number average diameter of single fibers is nano-level fiber diameter. And by, after collapsing the structure by temperature changes, it is easy to collect only functional material by removing the fibers.

本発明において、単繊維の数平均直径は下記のようにして求めることができる。すなわち、温度応答性基材または繊維構造体の横断面あるいは縦断面を走査型電子顕微鏡(SEM)あるいは透過型電子顕微鏡(TEM)で観察し、同一面内で無作為に抽出した150本の単繊維の断面積を画像処理ソフトにより解析し、さらに円換算直径を求め、数平均を計算する。   In the present invention, the number average diameter of single fibers can be determined as follows. That is, 150 cross-sections or vertical cross-sections of a temperature-responsive substrate or fiber structure are observed with a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM), and 150 single samples randomly extracted in the same plane. The cross-sectional area of the fiber is analyzed by image processing software, the diameter in terms of a circle is further obtained, and the number average is calculated.

また、本発明において単繊維の数平均直径が1〜500nmである短繊維を使用する場合には、直径が500nmより大きい短繊維の繊維構成比率が、3重量%以下であることが好ましい。その繊維構成比率は、より好ましくは1重量%以下であり、さらに好ましくは0.1重量%以下である。すなわち、これは500nmを超える粗大な短繊維の存在がゼロに近いことを意味するものである。   Moreover, when using the short fiber whose number average diameter of a single fiber is 1-500 nm in this invention, it is preferable that the fiber constituent ratio of the short fiber larger than 500 nm is 3 weight% or less. The fiber constituent ratio is more preferably 1% by weight or less, and still more preferably 0.1% by weight or less. That is, this means that the presence of coarse short fibers exceeding 500 nm is close to zero.

ここで粗大な短繊維の繊維構成比率とは、直径が1nmより大きい繊維全体の重量に対する粗大な短繊維(直径500nmより大きいもの)の重量の比率のことを意味し、次のようにして計算する。すなわち、繊維構造体中の短繊維のそれぞれの単繊維直径をdiとし、その2乗の総和(d1+d2+・・+dn)=Σdi(i=1〜n)を算出する。また、直径500nmより大きい短繊維のそれぞれの繊維直径をDiとし、その2乗の総和(D1+D2+・・+Dm)=ΣDi(i=1〜m)を算出する。上記の総和Σdiに対する総和ΣDiの割合を算出することにより、繊維構造体中の短繊維全体に対する粗大繊維の面積比率、すなわち重量比率を求めることができる。これらにより、本発明の温度応答性基材および本発明で用いられる繊維構造体の機能を十分に発揮できると共に、品質安定性も良好とすることができる。 Here, the fiber composition ratio of coarse short fibers means the ratio of the weight of coarse short fibers (larger than 500 nm) to the total weight of fibers larger than 1 nm in diameter, and is calculated as follows. To do. That is, each of the single fiber diameter of the short fibers of the fiber structure in a di, the square of the sum (d1 2 + d2 2 + ·· + dn 2) = Σdi calculates 2 (i = 1~n). Moreover, each fiber diameter of the short fiber larger than 500 nm in diameter is set to Di, and the sum total of the squares (D1 2 + D2 2 +... + Dm 2 ) = ΣDi 2 (i = 1 to m) is calculated. By calculating the ratio of the sum ΣDi 2 to the sum Σdi 2 , the area ratio of coarse fibers to the entire short fibers in the fiber structure, that is, the weight ratio can be obtained. By these, while being able to fully exhibit the function of the temperature-responsive base material of this invention and the fiber structure used by this invention, quality stability can also be made favorable.

また、本発明で使用される短繊維の繊維長は、長すぎると温度をLCSTより低い温度にして温度応答性高分子化合物を溶解させても短繊維同士が絡まったままとなり、結果として構造が崩壊しない場合がある。一方、繊維長が短すぎると繊維構造体としたときに短繊維の絡み合いの程度が小さくなり、結果として温度応答性基材および本発明で用いられる繊維構造体の強度が低くなる。これらの観点から、温度応答性基材および本発明で用いられる繊維構造体を構成する短繊維の繊維長は、0.2〜30mmとすることが重要である。   In addition, if the fiber length of the short fiber used in the present invention is too long, even if the temperature-responsive polymer compound is dissolved at a temperature lower than the LCST, the short fibers remain entangled, resulting in a structure. It may not collapse. On the other hand, if the fiber length is too short, the degree of entanglement of the short fibers is reduced when the fiber structure is formed, and as a result, the strength of the temperature-responsive substrate and the fiber structure used in the present invention is lowered. From these viewpoints, it is important that the fiber length of the short fibers constituting the temperature-responsive substrate and the fiber structure used in the present invention is 0.2 to 30 mm.

本発明で使用される繊維としては、例えば、木材パルプなどから製造されるセルロース繊維、コットン、麻、ウールおよびシルクなどの天然繊維、レーヨンなどの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ナイロン、ポリエステルおよびアクリルなどに代表される合成繊維などが挙げられるが、様々な用途に使用できる点から有機系ポリマーからなるものであることが好ましい。中でも、熱可塑性ポリマーからなることがより好ましく、これにより、使用される繊維を溶融紡糸法により製造することができるため、生産性を非常に高くすることができる。   Examples of fibers used in the present invention include cellulose fibers produced from wood pulp, natural fibers such as cotton, hemp, wool and silk, regenerated fibers such as rayon, semi-synthetic fibers such as acetate, nylon and polyester. In addition, synthetic fibers represented by acrylic and the like can be mentioned, but organic fibers are preferable because they can be used for various purposes. Among these, it is more preferable to be made of a thermoplastic polymer, whereby the fibers used can be produced by a melt spinning method, and thus the productivity can be made extremely high.

本発明でいうところの上記の熱可塑性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンレタフタレート(以下、PETと呼ぶことがある)、ポリブチレンレフタレート(以下、PBTと呼ぶことがある)、ポリ乳酸(以下、PLAと呼ぶことがある)などのポリエステル、ナイロン6(以下、N6と呼ぶことがある)やナイロン66などのポリアミド、ポリスチレン(以下、PSと呼ぶことがある)、ポリプロピレン(以下、PPと呼ぶことがある)などのポリオレフィン、およびポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと呼ぶことがある)等が挙げられ、中でも、融点が高いポリエステルやポリアミドに代表される重縮合系ポリマーが好ましく用いられる。   Examples of the thermoplastic polymer referred to in the present invention include polyethylene terephthalate (hereinafter sometimes referred to as PET), polybutylene phthalate (hereinafter sometimes referred to as PBT), polylactic acid (hereinafter referred to as PET). Polyester such as PLA (sometimes referred to as PLA), polyamide such as nylon 6 (hereinafter sometimes referred to as N6) and nylon 66, polystyrene (hereinafter sometimes referred to as PS), polypropylene (hereinafter referred to as PP). And polyphenylene sulfide (hereinafter sometimes referred to as PPS). Among them, polycondensation polymers represented by polyesters and polyamides having a high melting point are preferably used.

融点が165℃以上の有機系ポリマーは、繊維の耐熱性が良好であり好ましく用いられる。例えば、PLAの融点は170℃であり、PETの融点は255℃であり、そしてN6の融点は220℃である。また、有機系ポリマーには、粒子、難燃剤および帯電防止剤等の添加物を含有させていてもよい。また、有機系ポリマーの性質を損なわない範囲で、他の成分が共重合されていてもよい。さらに、溶融紡糸の容易さから、融点が300℃以下の有機系ポリマーが好ましく用いられる。   An organic polymer having a melting point of 165 ° C. or higher is preferably used because the fiber has good heat resistance. For example, PLA has a melting point of 170 ° C, PET has a melting point of 255 ° C, and N6 has a melting point of 220 ° C. The organic polymer may contain additives such as particles, a flame retardant, and an antistatic agent. Further, other components may be copolymerized as long as the properties of the organic polymer are not impaired. Furthermore, an organic polymer having a melting point of 300 ° C. or lower is preferably used because of easy melt spinning.

本発明において使用される繊維の製造方法は特に限定されず、常法の溶融紡糸法等により得ることが可能であるが、特に単繊維の数平均直径が1μmより小さいナノレベルの繊維を得るための製造方法の一例として下記の方法を挙げることができる。   The fiber production method used in the present invention is not particularly limited, and can be obtained by a conventional melt spinning method, etc. In order to obtain nano-level fibers whose number average diameter of single fibers is smaller than 1 μm. The following method can be mentioned as an example of the manufacturing method.

すなわち、溶剤に対する溶解性の異なる2種類以上のポリマーをポリマーアロイ溶融体となし、これを紡糸した後、冷却固化して繊維化する。そして、必要に応じて延伸・熱処理を施しポリマーアロイ繊維を得る。そして、易溶解性ポリマーを溶剤で除去することにより、本発明で使用される繊維(ナノファイバー)を得ることができる。   That is, two or more types of polymers having different solubility in a solvent are made into a polymer alloy melt, which is spun and then cooled and solidified to form a fiber. Then, if necessary, stretching and heat treatment are performed to obtain a polymer alloy fiber. And the fiber (nanofiber) used by this invention can be obtained by removing an easily soluble polymer with a solvent.

ここで、ナノファイバーの前駆体であるポリマーアロイ繊維中で、易溶解性ポリマーを海成分(マトリックス)となし、難溶解性ポリマーが島成分(ドメイン)となし、その島成分のサイズを制御することが重要である。ここで、島成分サイズとは、ポリマーアロイ繊維の横断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察し、直径換算で評価したものである。ナノファイバーの前駆体中での島成分サイズによりナノファイバーの直径がほぼ決定されるため、島成分サイズの分布はナノファイバーの直径分布に準じて設計される。そのため、アロイ化するポリマーの混練が非常に重要であり、混練押出機や静止混練器等によって高混練することが好ましい。単純なチップブレンド(例えば、特開平6−272114号公報や特開平10−53967号公報等参照)では混練が不足するため、数十nmサイズで島成分を分散させることは困難である。   Here, in the polymer alloy fiber that is the precursor of the nanofiber, the easily soluble polymer is the sea component (matrix), the hardly soluble polymer is the island component (domain), and the size of the island component is controlled. This is very important. Here, the island component size is a value obtained by observing a cross section of a polymer alloy fiber with a transmission electron microscope (TEM) and evaluating it in terms of diameter. Since the diameter of the nanofiber is substantially determined by the island component size in the nanofiber precursor, the distribution of the island component size is designed according to the diameter distribution of the nanofiber. For this reason, kneading of the polymer to be alloyed is very important, and it is preferable to knead with a kneading extruder, a static kneader or the like. In simple chip blends (for example, see JP-A-6-272114 and JP-A-10-53967), kneading is insufficient, and it is difficult to disperse island components with a size of several tens of nm.

具体的に混練を行う際の目安としては、組み合わせるポリマーにもよるが、混練押出機を用いる場合は、2軸押出混練機を用いることが好ましく、静止混練器を用いる場合は、その分割数は100万以上とすることが好ましい。また、ブレンド斑や経時的なブレンド比率の変動を避けるため、それぞれのポリマーを独立に計量し、独立にポリマーを混練装置に供給することが好ましい。このとき、ポリマーはペレットとして別々に供給しても良く、あるいは、溶融状態で別々に供給してもよい。また、2種以上のポリマーを押出混練機の根本に供給しても良いし、あるいは、一成分を押出混練機の途中から供給するサイドフィードとしてもよい。   Specifically, as a guide when kneading, depending on the polymer to be combined, when using a kneading extruder, it is preferable to use a biaxial extrusion kneader, and when using a static kneader, the number of divisions is It is preferable to set it to 1 million or more. Moreover, in order to avoid blend spots and fluctuations in the blend ratio over time, it is preferable to measure each polymer independently and supply the polymers to the kneading apparatus independently. At this time, the polymer may be supplied separately as pellets, or may be supplied separately in a molten state. Further, two or more kinds of polymers may be supplied to the root of the extrusion kneader, or may be a side feed that supplies one component from the middle of the extrusion kneader.

混練装置として二軸押出混練機を使用する場合には、高度の混練とポリマー滞留時間の抑制を両立させることが好ましい。スクリューは、送り部と混練部から構成されているが、混練部の長さをスクリューの有効長さの20%以上とすることにより高混練とすることができる。また、混練部の長さをスクリュー有効長さの40%以下とすることにより、過度の剪断応力を避け、しかも滞留時間を短くすることができ、ポリマーの熱劣化やポリアミド成分等のゲル化を抑制することができる。また、混練部をなるべく二軸押出機の吐出側に位置させることにより、混練後の滞留時間を短くし、島成分ポリマーの再凝集を抑制することができる。加えて、混練を強化する場合は、押出混練機中でポリマーを逆方向に送るバックフロー機能のあるスクリューを設けることもできる。   When a twin screw extrusion kneader is used as the kneading apparatus, it is preferable to achieve both high kneading and suppression of the polymer residence time. The screw is composed of a feeding part and a kneading part, but high kneading can be achieved by setting the length of the kneading part to 20% or more of the effective length of the screw. In addition, by setting the length of the kneading part to 40% or less of the effective screw length, excessive shear stress can be avoided and the residence time can be shortened. Can be suppressed. In addition, by positioning the kneading part on the discharge side of the twin-screw extruder as much as possible, the residence time after kneading can be shortened and re-aggregation of the island component polymer can be suppressed. In addition, when strengthening kneading, it is possible to provide a screw having a backflow function for sending the polymer in the reverse direction in an extrusion kneader.

また、島成分を数十nmサイズで超微分散させるには、ポリマーの組み合わせも重要である。   Further, in order to disperse the island component with a size of several tens of nanometers, a combination of polymers is also important.

島成分ドメイン(ナノファイバー断面)を円形状に近づけるためには、島成分ポリマーと海成分ポリマーは非相溶であることが好ましい。しかしながら、単なる非相溶ポリマーの組み合わせでは島成分ポリマーが十分に超微分散化し難い。そのため、組み合わせるポリマーの相溶性を最適化することが好ましいが、そのための指標の一つが溶解度パラメータ(SP値)である。SP値とは(蒸発エネルギー/モル容積)1/2で定義される物質の凝集力を反映するパラメータであり、SP値が近い物同士では相溶性が良いポリマーアロイが得られる可能性がある。SP値は、種々のポリマーで知られているが、例えば、「プラスチック・データブック」旭化成アミダス株式会社/プラスチック編集部共編、189ページ等に記載されている。2つのポリマーのSP値の差が1〜9(MJ/m1/2であると、非相溶化による島成分ドメインの円形化と超微分散化が両立させやすい。例えば、ナイロン6(N6)とPETは、SP値の差が6(MJ/m1/2程度であり好ましい例であるが、N6とポリエチレン(PE)は、SP値の差が11(MJ/m1/2程度であり好ましくない例として挙げられる。 In order to make the island component domain (cross section of the nanofiber) close to a circular shape, the island component polymer and the sea component polymer are preferably incompatible. However, it is difficult for the island component polymer to be sufficiently finely dispersed by a simple combination of incompatible polymers. For this reason, it is preferable to optimize the compatibility of the polymer to be combined. One of the indexes for this purpose is the solubility parameter (SP value). The SP value is a parameter reflecting the cohesive strength of a substance defined by (evaporation energy / molar volume) 1/2 , and a polymer alloy having good compatibility may be obtained between materials having close SP values. The SP value is known for various polymers, and is described, for example, in “Plastic Data Book”, edited by Asahi Kasei Amidus Co., Ltd./Plastics Editorial Department, page 189. When the difference between the SP values of the two polymers is 1 to 9 (MJ / m 3 ) 1/2, it is easy to achieve both circularization of the island component domain and ultrafine dispersion due to incompatibility. For example, nylon 6 (N6) and PET have a SP value difference of about 6 (MJ / m 3 ) 1/2, which is a preferable example. N6 and polyethylene (PE) have a SP value difference of 11 ( MJ / m 3 ) is about ½, which is an undesirable example.

また、ポリマー同士の融点差が20℃以下であると、特に押出混練機を用いた混練の際、押出混練機中での融解状況に差を生じにくいため高効率混練しやすい。   Further, when the melting point difference between polymers is 20 ° C. or less, particularly when kneading using an extrusion kneader, a difference in melting state in the extrusion kneader is unlikely to occur, so that highly efficient kneading is easy.

また、熱分解や熱劣化し易いポリマーを1成分に用いる際は、混練や紡糸温度を低く抑える必要があるが、これにも有利となるのである。ここで、非晶性ポリマーの場合は、融点が存在しないためガラス転移温度あるいはビカット軟化温度あるいは熱変形温度でこれに代える。   In addition, when a polymer which is easily decomposed or thermally deteriorated is used as one component, it is necessary to keep the kneading and spinning temperature low, which is also advantageous. Here, in the case of an amorphous polymer, since there is no melting point, it is replaced by the glass transition temperature, Vicat softening temperature or heat distortion temperature.

さらに、溶融粘度も重要であり、海成分ポリマーの溶融粘度は紡糸性に大きな影響を与える場合がある。海成分ポリマーとして100Pa・s以下の低粘度ポリマーを用いると、島成分ポリマーを分散させ易い。また、これにより紡糸性を著しく向上させることができる。このとき、溶融粘度は、紡糸の際の口金面温度で剪断速度1216sec−1での値である。 Further, the melt viscosity is also important, and the melt viscosity of the sea component polymer may greatly affect the spinnability. When a low viscosity polymer of 100 Pa · s or less is used as the sea component polymer, the island component polymer is easily dispersed. This can also significantly improve the spinnability. At this time, the melt viscosity is a value at a shear rate of 1216 sec −1 at the die surface temperature during spinning.

本発明で用いられる超微分散化したポリマーアロイを紡糸する際は、紡糸口金設計が重要であるが、繊維の冷却条件も重要である。上記したように、ポリマーアロイは非常に不安定な溶融流体であるため、口金から吐出した後に速やかに冷却固化させることが好ましい。そのため、口金から冷却開始までの距離は1〜15cmとすることが好ましい。ここで、冷却開始とは糸の積極的な冷却が開始される位置のことを意味するが、実際の溶融紡糸装置ではチムニー上端部でこれに代える。
このようにして紡糸されたポリマーアロイ繊維(海島型繊維)の易溶解性ポリマーを溶剤で除去することにより、本発明で好適に使用される繊維としてのナノファイバーを得ることができる。
上記の製造方法によって製造されたナノファイバーは結晶化度が20%以上であり、通常の衣料用繊維と同等の強度を持つため、様々な加工を施すことが可能である。
When spinning the ultra-finely dispersed polymer alloy used in the present invention, the spinneret design is important, but the fiber cooling conditions are also important. As described above, since the polymer alloy is a very unstable molten fluid, it is preferable to cool and solidify immediately after being discharged from the die. Therefore, the distance from the die to the start of cooling is preferably 1 to 15 cm. Here, the start of cooling means a position where positive cooling of the yarn is started, but in the actual melt spinning apparatus, it is replaced with this at the upper end of the chimney.
By removing the easily soluble polymer of the polymer alloy fibers spun in this way (sea-island type fibers) with a solvent, nanofibers as fibers that are preferably used in the present invention can be obtained.
The nanofibers produced by the above production method have a crystallinity of 20% or more and have the same strength as ordinary clothing fibers, and therefore can be subjected to various processing.

また、使用される繊維は、表面部分加水分解処理、化学的修飾処理、グラフト処理、電子線処理、放射線処理、イオン注入、加熱処理、蒸気処理、加圧蒸気処理、ガス処理、酸処理、アルカリ処理、火炎処理、エッチング処理、グロー放電処理、プラズマ処理、真空処理、加湿処理、アルコール処理およびポリマー吸着処理などにより、表面処理するなどして表面性状を改質することも可能であり、また、後に挙げる温度応答性高分子化合物や機能性物質の種類に対応して親和性、吸着性および徐放性などを改善することも可能である。これらの処理は、温度応答性基材の形成前、形成中および形成後のいずれのときに行っても良い。   Moreover, the fiber used is surface partial hydrolysis treatment, chemical modification treatment, graft treatment, electron beam treatment, radiation treatment, ion implantation, heat treatment, steam treatment, pressurized steam treatment, gas treatment, acid treatment, alkali It is also possible to modify the surface properties by surface treatment, such as treatment, flame treatment, etching treatment, glow discharge treatment, plasma treatment, vacuum treatment, humidification treatment, alcohol treatment and polymer adsorption treatment. Affinity, adsorptivity and sustained release can be improved in accordance with the types of temperature-responsive polymer compounds and functional substances described later. These treatments may be performed at any time before, during or after the formation of the temperature-responsive substrate.

本発明で用いられる繊維構造体は、上記の短繊維の集合体からなるものであり、具体的には、薄膜状、紙状物および不織布状物等のシート状の形態あるいはスポンジ状物などの三次元状の形態をとることができる。シート状の形態の場合には、安定性や耐久性の面から目付は2000g/m以下であることが好ましい。また、スポンジ状のなどの三次元形態の場合には、機能性物質の内包性や保持能力の面から密度が0.0002〜0.05g/cmで、空隙率が90%以上99.99%以下であることが好ましい。また、繊維が凝集した壁構造に囲まれた比較的大きな連通孔である空孔の数平均孔径は、10μm〜500μmであることが好ましい。空孔の数平均孔径を500μm以下とすることにより、細胞などの機能性物質物質を添加した際に、効率よく捕集され、保持することが可能となる。また、空孔の数平均孔径の下限は、10μm以上であることが好ましい。空孔の数平均孔径が10μmを下回ると、細胞などの機能性物質が構造体内に侵入しにくくなるという問題がある。 The fiber structure used in the present invention is composed of an assembly of the above-mentioned short fibers, and specifically, a sheet-like form such as a thin film, a paper-like material, and a nonwoven-like material or a sponge-like material. It can take a three-dimensional form. In the case of the sheet form, the basis weight is preferably 2000 g / m 2 or less from the viewpoint of stability and durability. In the case of a three-dimensional form such as a sponge, the density is 0.0002 to 0.05 g / cm 3 and the porosity is 90% or more and 99.99 from the viewpoint of the inclusion and holding ability of the functional substance. % Or less is preferable. Moreover, it is preferable that the number average hole diameter of the pores which are relatively large communication holes surrounded by the wall structure in which the fibers are aggregated is 10 μm to 500 μm. By setting the number average pore diameter of the pores to 500 μm or less, it becomes possible to efficiently collect and retain when a functional substance such as a cell is added. Moreover, it is preferable that the minimum of the number average hole diameter of a void | hole is 10 micrometers or more. When the number average pore diameter of the pores is less than 10 μm, there is a problem that it becomes difficult for a functional substance such as a cell to enter the structure.

本発明で使用される温度応答性高分子化合物は、LCSTより高い温度で水に対して不溶性であり、LCSTより低い温度で水に対して溶解性をもつことが好ましく、このような温度応答性高分子化合物としては、例えば、ポリN置換アクリルアミド、ポリN置換メタクリルアミド、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリオキサゾリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアルキレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸およびそれらの共重合体や誘導体が挙げられる。   The temperature-responsive polymer compound used in the present invention is preferably insoluble in water at a temperature higher than the LCST and preferably soluble in water at a temperature lower than the LCST. Examples of the polymer compound include poly N-substituted acrylamide, poly N-substituted methacrylamide, hydroxyalkyl cellulose, polyoxazolidone, polyvinyl methyl ether, polyalkylene oxide, polyvinyl alcohol, polymethacrylic acid, and copolymers and derivatives thereof. It is done.

中でも、入手のし易さや水に対するLCSTが常温付近に存在する点から、温度応答性高分子化合物としてポリN置換アクリルアミドが好ましく使用される。ポリN置換アクリルアミドとしては、例えば、ポリ−N−n−プロピルアクリルアミド、ポリ−N−イソプロピルアクリルアミド、ポリーN、N−ジエチルアクリルアミド、ポリ−N−シクロプロピルアクリルアミド、ポリーN、N−エチルメチルアクリルアミド、ポリ−N−エチルアクリルアミド、ポリアクリロイルピペリジンおよびポリアクリロイルピロリジンなどが挙げられる。中でも、用途展開の面から、LCSTが30〜32℃付近に存在するポリ−N−イソプロピルアクリルアミドが最も好ましく使用される。   Among these, poly-N-substituted acrylamide is preferably used as the temperature-responsive polymer compound because it is easily available and LCST for water is present near room temperature. Examples of the poly N-substituted acrylamide include poly-Nn-propyl acrylamide, poly-N-isopropyl acrylamide, poly N, N-diethyl acrylamide, poly-N-cyclopropyl acrylamide, poly N, N-ethylmethyl acrylamide, Examples include poly-N-ethylacrylamide, polyacryloylpiperidine, and polyacryloylpyrrolidine. Among these, from the viewpoint of application development, poly-N-isopropylacrylamide having an LCST of around 30 to 32 ° C. is most preferably used.

使用される温度応答性高分子化合物の分子量は、好ましくは100〜5000000であり、より好ましくは1000〜500000であり、さらに好ましくは3000〜100000である。分子量が100未満であると、温度に対する応答性が低下する傾向があり、また、分子量が5000000を超えると、水に対する溶解性が低下する傾向がある。また、温度応答性高分子化合物中のN置換アクリルアミドユニットの数は、10ユニット以上であることが好ましい。また、使用される温度応答性高分子化合物は、25℃の温度において水への溶解性が1重量%以上であることが好ましい。   The molecular weight of the temperature-responsive polymer compound used is preferably 100 to 5000000, more preferably 1000 to 500000, and further preferably 3000 to 100000. When the molecular weight is less than 100, the responsiveness to temperature tends to decrease, and when the molecular weight exceeds 5000000, the solubility in water tends to decrease. The number of N-substituted acrylamide units in the temperature-responsive polymer compound is preferably 10 units or more. Further, the temperature-responsive polymer compound used preferably has a solubility in water of 1% by weight or more at a temperature of 25 ° C.

本発明では、これらの温度応答性高分化合物をバインダーとして繊維構造体中に含有させるが、含有させる量を多くすれば、例えば、短繊維としてナノファイバーを使用した場合、そのナノファイバー同士が形成する微小な孔構造を埋めてしまい、微小構造や空間配置による機能発現を阻害してしまうという問題が生じる。また、含有させる量が少なければ、バインダーとしての機能を果たすことができず、短繊維がその構造体としての構造を保持することができなくなる。そのため、温度応答性高分子化合物の含量は、繊維構造体の重量に対して1〜20重量%であることが好ましく、より好ましくは2〜10重量%である。   In the present invention, these temperature-responsive high molecular weight compounds are contained in the fiber structure as a binder. If the amount to be contained is increased, for example, when nanofibers are used as short fibers, the nanofibers are formed. This causes a problem that the minute pore structure is buried, and the function expression due to the minute structure or spatial arrangement is hindered. Further, if the amount to be contained is small, the function as a binder cannot be achieved, and the short fibers cannot maintain the structure as the structure. Therefore, the content of the temperature-responsive polymer compound is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 2 to 10% by weight, based on the weight of the fiber structure.

本発明の温度応答性基材は、繊維構造体を構成する短繊維表面に温度応答性高分子化合物が被覆されてなるものである。このような温度応答性基材の形態は、例えば、溶媒に短繊維の集合体を分散させた分散液に温度応答性高分子化合物を添加し、その溶媒を除去することによって好適に形成することができる。   The temperature-responsive substrate of the present invention is obtained by coating the surface of a short fiber constituting a fiber structure with a temperature-responsive polymer compound. The form of such a temperature-responsive base material is preferably formed by adding a temperature-responsive polymer compound to a dispersion in which a short fiber aggregate is dispersed in a solvent and removing the solvent. Can do.

そのため、次に、短繊維分散液の調整方法について説明する。   Therefore, next, the adjustment method of a short fiber dispersion liquid is demonstrated.

例えば、上述のようにして得られた繊維(ナノファイバー)を、はさみ、カッター、ギロチンカッター、スライスマシンやクライオスタット等で、所望の繊維長にカットし短繊維とする。繊維長は、長すぎると温度をLCSTより低い温度にして温度応答性高分子化合物を溶解させても、繊維同士が絡まったままとなり構造が崩壊しない恐れがある。また、繊維長が長すぎると溶媒中において繊維の分散性が不良となり、形成される温度応答性基材の均一性が損なわれる傾向がある。一方、繊維長が短すぎると温度応答性基材としたときに短繊維の絡み合いの程度が小さくなり温度応答性基材としての形状保持が難しくなる。これらの観点から、繊維長としては0.2〜30mmにカットすることが重要である。繊維長は、より好ましくは0.5〜10mmであり、さらに好ましくは0.8〜5mmである。   For example, the fibers (nanofibers) obtained as described above are cut into a desired fiber length with scissors, a cutter, a guillotine cutter, a slicing machine, a cryostat, or the like to obtain short fibers. If the fiber length is too long, even if the temperature-responsive polymer compound is dissolved at a temperature lower than the LCST, the fibers remain entangled and the structure may not collapse. On the other hand, if the fiber length is too long, the dispersibility of the fibers in the solvent becomes poor, and the uniformity of the formed temperature-responsive substrate tends to be impaired. On the other hand, if the fiber length is too short, the degree of entanglement of the short fibers becomes small when the temperature responsive substrate is used, and it becomes difficult to maintain the shape as the temperature responsive substrate. From these viewpoints, it is important to cut the fiber length to 0.2 to 30 mm. The fiber length is more preferably 0.5 to 10 mm, and further preferably 0.8 to 5 mm.

次に、カットされ得られた短繊維を溶媒中に分散させる。溶媒としては水だけでなく、繊維との親和性も考慮してヘキサンやトルエンなどの炭化水素系、クロロホルムやトリクロロエチレンなどのハロゲンか炭化水素系、エタノールやイソプロピルアルコールなどのアルコール系、エチルエーテルやテトラヒドロフランなどのエーテル系、アセトンやメチルエチルケトンなどのケトン系、酢酸メチルや酢酸エチなどのエステル系、エチレングリコールやプロピレングリコールなどの多価アルコール系、トリエチルアミンやN,N−ジメチルホルムアミドなどのアミンおよびアミド系溶媒などの一般的な有機溶媒を好適に用いることができるが、安全性や環境等に考慮すると水を用いることが好ましい。   Next, the short fibers obtained by cutting are dispersed in a solvent. Solvents are not only water, but also hydrocarbons such as hexane and toluene, halogens and hydrocarbons such as chloroform and trichloroethylene, alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol, ethyl ether and tetrahydrofuran. Ethers such as acetone, ketones such as methyl ethyl ketone, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, polyhydric alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol, amines such as triethylamine and N, N-dimethylformamide, and amide solvents However, it is preferable to use water in consideration of safety, environment, and the like.

短繊維を溶媒中に分散させる方法としては、ミキサーやホモジナイザー等の攪拌機を用いることができる。ナノファイバーのように、細い短繊維同士が強固に凝集した形態の場合には、撹拌による分散の前処理工程として、溶媒中で叩解することが好ましく、ナイアガラビータ、リファイナー、ソニケーター、カッター、ラボ用粉砕器、バイオミキサー、家庭用ミキサー、ロールミル、乳鉢およびPFI叩解機などでせん断力を与え、短繊維1本1本まで分散させてから溶媒中に投与することができる。   As a method for dispersing the short fibers in the solvent, a stirrer such as a mixer or a homogenizer can be used. In the case of a form in which thin short fibers are strongly agglomerated like nanofibers, it is preferable to beat in a solvent as a pretreatment step for dispersion by stirring. Niagara beater, refiner, sonicator, cutter, laboratory A shearing force is applied by a pulverizer, a biomixer, a home mixer, a roll mill, a mortar, a PFI beating machine, etc., and the short fibers can be dispersed one by one before being administered into a solvent.

また、繊維分散液中での短繊維の分散性を均一にしたり、温度応答性基材とした際に温度応答性基材の力学的強度を向上させたりするために、繊維分散液中の短繊維濃度を分散液全重量に対して0.001〜30重量%の範囲にすることが好ましい。特に、温度応答性基材の力学的強度は分散液中の短繊維の存在状態、すなわち繊維間距離に大きく依存するため、繊維分散液中の短繊維濃度を上記範囲に制御することが好ましい。繊維分散液中の短繊維濃度は、より好ましくは0.01〜10重量%の範囲であり、さらに好ましくは0.05〜5重量%の範囲である。   Also, in order to make the dispersibility of the short fibers uniform in the fiber dispersion or to improve the mechanical strength of the temperature responsive substrate when used as a temperature responsive substrate, the short fibers in the fiber dispersion The fiber concentration is preferably in the range of 0.001 to 30% by weight with respect to the total weight of the dispersion. In particular, since the mechanical strength of the temperature-responsive substrate greatly depends on the presence state of short fibers in the dispersion, that is, the interfiber distance, it is preferable to control the concentration of short fibers in the fiber dispersion within the above range. The short fiber concentration in the fiber dispersion is more preferably in the range of 0.01 to 10% by weight, and still more preferably in the range of 0.05 to 5% by weight.

次に、本発明の温度応答性基材の好ましい製造方法について説明する。   Next, the preferable manufacturing method of the temperature-responsive base material of this invention is demonstrated.

上記のようにして作製した繊維分散液に、上述した濃度の範囲で温度応答性高分子化合物を添加し分散液としておく。その上で、この分散液から溶媒を除去することにより、バインダーとして温度応答性高分子化合物が短繊維表面を被覆した様々な形態の温度応答性基材が形成される。   A temperature-responsive polymer compound is added to the fiber dispersion prepared as described above in the above-described concentration range to prepare a dispersion. Then, by removing the solvent from the dispersion, various forms of temperature-responsive base materials in which the temperature-responsive polymer compound is coated on the short fiber surface as a binder are formed.

例えば、短繊維と溶媒と温度応答性高分子化合物を含む分散液から溶媒を除去するために、常法の加熱処理あるいは減圧処理などにより溶媒を除去することにより、短繊維が絡まり合った不織布形態の温度応答性基材を形成することが可能である。また、例えば、その分散液を抄紙することによって単繊維状態で短繊維が分散した紙状の形態も得ることができる。また、分散液を他の基材上にキャストして溶媒を除去することにより、他の基材上でコーティング(膜)形態の温度応答性基材を形成することも可能である。   For example, in order to remove the solvent from the dispersion containing the short fiber, the solvent, and the temperature-responsive polymer compound, the non-woven fabric in which the short fibers are entangled by removing the solvent by a conventional heat treatment or a reduced pressure treatment. It is possible to form a temperature-responsive substrate. Further, for example, a paper-like form in which short fibers are dispersed in a single fiber state can be obtained by papermaking the dispersion. It is also possible to form a temperature-responsive substrate in the form of a coating (film) on another substrate by casting the dispersion on another substrate and removing the solvent.

また、上記で得られた分散液中の短繊維を、分散状態で固定化して溶媒を除去することにより、多数の空孔を含むようなスポンジ状の形態に成形することも可能である。その方法としては、次のような方法が挙げられる。すなわち、温度応答性高分子化合物を添加した分散液を適当な容器や型枠に入れる。その後、容器や型枠に入れた分散液から溶媒を除去する。溶媒の除去方法としては特に限定されないが、溶媒を乾燥により除去することが好ましい。乾燥方法としては、自然乾燥、熱風乾燥、真空乾燥および凍結乾燥等が挙げられるが、特に均一な構造体とするためには、凍結乾燥することが好ましい。凍結乾燥では、まず分散液を液体窒素や超低温フリーザーなどで瞬時に凍結させる。これにより、分散液が凍結した状態、すなわち固体中で短繊維の分散状態を固定化することができる。その後、真空化で分散媒を昇華させるが、短繊維の分散状態が固定化されたままで温度応答性高分子化合物がバインダーとなった状態で分散媒のみが除去される。   In addition, the short fibers in the dispersion obtained above are fixed in a dispersed state and the solvent is removed to form a sponge-like form containing a large number of pores. Examples of the method include the following methods. That is, the dispersion liquid to which the temperature-responsive polymer compound is added is placed in a suitable container or mold. Thereafter, the solvent is removed from the dispersion liquid placed in the container or the mold. The method for removing the solvent is not particularly limited, but it is preferable to remove the solvent by drying. Examples of the drying method include natural drying, hot air drying, vacuum drying, freeze drying and the like. In order to obtain a particularly uniform structure, freeze drying is preferable. In lyophilization, first, the dispersion is instantly frozen with liquid nitrogen or an ultra-low temperature freezer. Thereby, it is possible to fix the state in which the dispersion is frozen, that is, the dispersion state of the short fibers in the solid. Thereafter, the dispersion medium is sublimated by evacuation, but only the dispersion medium is removed in a state where the temperature-responsive polymer compound becomes a binder while the dispersion state of the short fibers is fixed.

また、上記のスポンジ形態の温度応答性基材を作製する際に、容器や型枠の形状を任意に変更することにより、スポンジ状の構造体を所望の三次元の形状に成型することも可能である。   In addition, when producing the above-mentioned sponge-shaped temperature-responsive substrate, it is possible to mold the sponge-like structure into a desired three-dimensional shape by arbitrarily changing the shape of the container and the formwork. It is.

また、本発明の温度応答性基材は、他の基体上で形成されていても良い。ここで、他の基体とは、その表面に、短繊維あるいは短繊維を溶媒に分散した繊維分散液またはそれに温度応答性高分子化合物を添加した分散液を載せることができるような土台、基礎および基盤となるようなまとまった構造を持ち、またさまざまな機能に対して足場としての役割をはたすことができるような材料を指す。また、他の基体の形状は、平面状でも立体構造をとっていても良く、例えば、板状、膜状、シート状、繊維状、棒状、円柱状、らせん状、スポンジ状、粒子状、フレーク状および球状いずれの形状でも良く、具体的にはフラスコ、シャーレ、ウェル、プレート、多穴ウェル、多穴プレート、スライド、フィルム、バック、カラム、タンク、ボトル、中空糸、不織布およびマイクロビーズなどの形状が挙げられる。   Moreover, the temperature-responsive base material of the present invention may be formed on another base. Here, the other substrate is a base, a foundation, and a base on which a short fiber, a fiber dispersion in which short fibers are dispersed in a solvent, or a dispersion to which a temperature-responsive polymer compound is added can be placed. It refers to materials that have a solid structure that can serve as a foundation and that can serve as a scaffold for various functions. Further, the shape of the other substrate may be flat or have a three-dimensional structure, for example, a plate shape, a film shape, a sheet shape, a fiber shape, a rod shape, a cylindrical shape, a spiral shape, a sponge shape, a particle shape, a flake shape, and the like. Any shape can be used, such as flasks, petri dishes, wells, plates, multi-wells, multi-well plates, slides, films, bags, columns, tanks, bottles, hollow fibers, non-woven fabrics, and microbeads. Shape.

また、特に薄膜状形態の温度応答性基材を他の基体の表面に形成する際に、他の基体の表面に分散液のパターンを形成させた後、溶媒を除去する方法を用いることにより、他の基体の表面に温度応答性基材のパターンが形成させることができる。ここにおいて、基体上にパターンを形成させる際に、ピペット、スポッターおよびアレイヤー等を使用して基材上に温度応答性高分子化合物を含む分散液をスポットすれば、円形の温度応答性基材のパターンを形成することができる。さらに、分散液を使用して、スタンプ法、ステンシル法およびスプレー法などを使用すると精密なパターンを形成することができるが、これらの方法に限定されない。本発明で言うところのパターンとは、二次元的な広がりのある形状が、型、類型および様式などとして認識できるような対象を指し、一般に図形、絵、像、型、文字および模様など空間的な物の形として認識されるものを指す。パターンは、任意の形状であれば良く、パターン自体に規則性があっても無くても良い。   Further, when forming a temperature-responsive substrate in the form of a thin film on the surface of another substrate, by using a method of removing the solvent after forming a dispersion pattern on the surface of the other substrate, A temperature-responsive substrate pattern can be formed on the surface of another substrate. Here, when forming a pattern on a substrate, if a dispersion containing a temperature-responsive polymer compound is spotted on the substrate using a pipette, a spotter, an arrayer, etc., a circular temperature-responsive substrate The pattern can be formed. Furthermore, when a stamp method, a stencil method, a spray method, or the like is used using a dispersion liquid, a precise pattern can be formed, but the method is not limited to these methods. The pattern referred to in the present invention refers to an object in which a two-dimensional expansive shape can be recognized as a pattern, a pattern, a style, and the like, and is generally a space such as a figure, a picture, an image, a pattern, a character, and a pattern It refers to what is recognized as the shape of a natural object. The pattern may be any shape, and the pattern itself may or may not have regularity.

また、他の基体の素材としては、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ乳酸、ポリエステル、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリウレタンおよびポリイミドなどの成形性に優れたプラスチック、あるいはガラス、金、白金、銅、チタン、タンタル、ジルコニア、シリカ、アルミナ、ハイドロキシアパタイト、リン酸カルシウムおよびリン酸マグネシウム等の無機物を使用することもできる。   Other base materials include plastics with excellent moldability such as polystyrene, polypropylene, polyolefin, polyethylene, polyvinyl chloride, polylactic acid, polyester, polyvinyl alcohol, cellulose, polyacrylate, polysulfone, polycarbonate, polyurethane and polyimide. Alternatively, inorganic substances such as glass, gold, platinum, copper, titanium, tantalum, zirconia, silica, alumina, hydroxyapatite, calcium phosphate, and magnesium phosphate can also be used.

本発明の温度応答性基材は、基材の内部または表面に、機能性物質を保持させることが可能である。特に、繊維としてナノファイバーを使用することにより繊維表面の比表面積が格段に向上し、また繊維間にナノレベルの空間が形成されるためにこのような機能性物質に対しての保持性能のみならず、ナノレベルの空間的な配置による緊密化や高密度化など特有の保持性能を発現することが可能になる。機能性物質を保持させる方法には特に制限はなく、温度応答性基材を形成させた後、温度応答性基材表面への吸着処理、含浸処理およびコーティング等により後加工で温度応答性基材に保持させても良いし、温度応答性基材を形成する前の分散液に予め含有させておき、温度応答性基材を形成させる際に同時に保持させても良い。   The temperature-responsive base material of the present invention can hold a functional substance inside or on the surface of the base material. In particular, if nanofibers are used as the fibers, the specific surface area of the fiber surface is remarkably improved, and a nano-level space is formed between the fibers. In addition, it is possible to develop unique holding performance such as closeness and high density by spatial arrangement at the nano level. The method for retaining the functional substance is not particularly limited, and after the temperature-responsive substrate is formed, the temperature-responsive substrate is post-processed by adsorption treatment, impregnation treatment, coating, etc. on the surface of the temperature-responsive substrate. Or may be previously contained in the dispersion before forming the temperature-responsive base material, and may be held simultaneously with the formation of the temperature-responsive base material.

本発明で用いられる機能性物質とは、材料としての温度応答性基材の機能を向上し得る物質全般を指す。機能としては、例えば、発色性、撥水性、防水性、防風性、保湿性、難燃性、耐熱性、吸熱性、消音性、断熱性、色彩、光沢、触感、生体適合性および細胞接着性等が挙げられるがこれらに限定されない。また、機能性物質として、色素、帯電防止剤、イオン性物質、吸湿剤、保湿剤、撥水剤、保温剤、耐熱剤、難燃剤、触媒、光触媒、酵素、リガンド、レセプター、発光素子、吸光素子、蛍光素子、燐光素子、反射剤、発熱剤、吸熱剤、冷却剤、還元剤および酸化剤などが挙げられるが、これらに限定されない。機能性物質は、高分子化合物であっても低分子化合物であっても良く、また、その形状も限定されない。   The functional substance used in the present invention refers to all substances that can improve the function of the temperature-responsive substrate as a material. Functions include, for example, color development, water repellency, waterproofing, windproofing, moisture retention, flame retardancy, heat resistance, heat absorption, silencer, heat insulation, color, gloss, touch, biocompatibility and cell adhesion. However, it is not limited to these. In addition, as functional substances, dyes, antistatic agents, ionic substances, hygroscopic agents, moisturizers, water repellents, heat retention agents, heat-resistant agents, flame retardants, catalysts, photocatalysts, enzymes, ligands, receptors, light emitting elements, light absorption Examples include, but are not limited to, an element, a fluorescent element, a phosphorescent element, a reflective agent, a heat generating agent, an endothermic agent, a cooling agent, a reducing agent, and an oxidizing agent. The functional substance may be a high molecular compound or a low molecular compound, and the shape thereof is not limited.

これらの機能性物質を、温度応答性基材の表面あるいは内部に保持させることにより、温度応答性基材は様々な機能を発現させることが可能であり、衣料資材、インテリア製品、生活資材、環境・産業資材製品、IT製品、メディカル製品および研究用製品に使用することができ、かつ温度を水溶液中でLCSTより低い温度に下げることにより温度応答性基材が崩壊し、その機能を失活させることも可能となる。例えば、本発明の温度応答性基材内に機能性物質として色素を保持させておき、温度を下げて構造を崩壊させることにより、温度に応答して色素を放出させることも可能である。例えば、温度応答性基材内に、機能性物質として発光素子と励起素子を近接させておくことにより、発光させた後、温度変化により構造を崩壊させることにより消光させることも可能である。   By holding these functional substances on the surface or inside of the temperature-responsive substrate, the temperature-responsive substrate can express various functions, such as clothing materials, interior products, living materials, and the environment.・ Can be used in industrial material products, IT products, medical products, and research products, and the temperature-responsive substrate collapses by deactivating the temperature in an aqueous solution to a temperature lower than LCST, thereby deactivating its function. It is also possible. For example, it is possible to release the dye in response to the temperature by holding the dye as a functional substance in the temperature-responsive base material of the present invention and lowering the temperature to collapse the structure. For example, the light-emitting element and the excitation element can be brought close to each other as a functional substance in the temperature-responsive base material so that the light-emitting element can be extinguished by collapsing the structure due to a temperature change.

また、機能性物質として、例えばサイトカインや抗体などのタンパク質あるいは例えばステロイドやアルカロイドやアミノグリコシドなどの低分子化合物などの薬剤を使用すれば、温度に応答して薬剤を放出できるようなドラッグデリバリーシステムや診断等の用途にも応用できることを意味している。
また、例えば、保持させる機能性物質として、タンパク質、ペプチド、アミノ酸およびビタミン類を使用すれば、温度応答性基材は細胞培養や組織再生用途として細胞の培養に対して好適に使用することができる。培養とは、細胞の付着、接着、増殖、分化、活性化、移動、遊走、形態変化および定着など様々な細胞機能を発現、促進および抑制させることを意味する。このような細胞培養用途のために保持させる機能性物質としては、タンパク質を吸着させておくことが好ましいが、細胞の様々な機能を制御するためには、吸着するタンパク質が細胞の接着、増殖あるいは分化機能制御に関連するタンパク質であることがより好ましい。このようなタンパク質として、例えば、サイトカイン、細胞外マトリックスおよび接着因子等が挙げられるが、これらに限定されない。また、細胞培養液中の血清成分からこれらタンパク質を吸着させることも可能である。
In addition, if a drug such as a protein such as a cytokine or an antibody or a low molecular weight compound such as a steroid, alkaloid, or aminoglycoside is used as a functional substance, a drug delivery system or diagnosis that can release the drug in response to temperature This means that it can also be applied to other uses.
Further, for example, if proteins, peptides, amino acids and vitamins are used as functional substances to be retained, the temperature-responsive substrate can be suitably used for cell culture for cell culture or tissue regeneration. . Culture means expressing, promoting and suppressing various cell functions such as cell attachment, adhesion, proliferation, differentiation, activation, migration, migration, morphological change and colonization. As a functional substance to be retained for such cell culture use, it is preferable to adsorb proteins. However, in order to control various functions of cells, the adsorbed proteins can be used for cell adhesion, proliferation or growth. More preferably, the protein is related to differentiation function control. Examples of such proteins include, but are not limited to, cytokines, extracellular matrix, and adhesion factors. It is also possible to adsorb these proteins from serum components in the cell culture medium.

また、短繊維としてナノファイバーを使用することは、骨髄、基底膜および羊膜などにおいて細胞を取り囲んでいるコラーゲンを代表とする繊維性の細胞外マトリックスがナノレベルの繊維状物質である点から、ナノファイバーはこれらの細胞外マトリックスを構造的に類似することが可能であり、ナノファイバーを用いることができる本発明の温度応答性基材においては、従来培養が難しかった細胞の培養に利用することも可能となる。   In addition, the use of nanofibers as short fibers means that the fibrous extracellular matrix typified by collagen surrounding cells in the bone marrow, basement membrane, and amniotic membrane is a nano-level fibrous substance. Fibers can structurally resemble these extracellular matrices, and the temperature-responsive substrate of the present invention that can use nanofibers can also be used for culturing cells that were difficult to cultivate conventionally. It becomes possible.

本発明の温度応答性基材内部あるいは温度応答性基材上で培養できる細胞としては、例えば、造血幹細胞、神経幹細胞、間葉系幹細胞、中胚葉系幹細胞、ES細胞(胚性幹細胞)、多能性幹細胞、CD34陽性細胞、免疫系細胞、血球系細胞、神経細胞、血管内皮細胞、繊維芽細胞、上皮細胞、肝細胞、膵β細胞、心筋細胞、骨芽細胞、軟骨細胞、筋芽細胞、骨髄細胞、羊膜細胞および臍帯血細胞などの生体由来の細胞、NIH3T3(エヌアイエイチスリーティースリー)細胞、3T3−L1(スリーティースリーエルワン)細胞、3T3−E1(スリーティースリーイーワン)細胞、Hela(ヒーラ)細胞、PC−12(ピーシーツェルブ)細胞、P19(ピーナインティーン)細胞、CHO(チャイニーズハムスター卵母)細胞、COS(シーオーエス)細胞、HEK(エッチイーケー)細胞、Hep−G2(ヘップジーツー)細胞、CaCo2(カコツー)細胞、L929(エルナインツーナイン)細胞、C2C12(シーツーシーツェルブ)細胞、Daudi(ダウディ)細胞、Jurkat(ジャーカット)細胞、KG−1a(ケージーワンエー)細胞、CTLL−2(シーティーエルエルツー)細胞、NS−1(エヌエスワン)細胞、MOLT−4(エムオーエルティーフォー)細胞、HUT78(エッチユーティーセブンティエイト)細胞およびMT−4(エムティーフォー)細胞などの株化細胞、あるいは抗体産生細胞である各種ハイブリドーマ細胞株、およびこれら細胞を遺伝子工学的に改変した細胞などが挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of cells that can be cultured in or on the temperature-responsive substrate of the present invention include, for example, hematopoietic stem cells, neural stem cells, mesenchymal stem cells, mesodermal stem cells, ES cells (embryonic stem cells), many Potent stem cells, CD34 positive cells, immune cells, blood cells, neurons, vascular endothelial cells, fibroblasts, epithelial cells, hepatocytes, pancreatic β cells, cardiomyocytes, osteoblasts, chondrocytes, myoblasts Cells derived from living bodies such as bone marrow cells, amniotic cells and umbilical cord blood cells, NIH3T3 cells, 3T3-L1 cells, 3T3-E1 cells, Hela ( HeLa) cells, PC-12 (PC Zelb) cells, P19 (Pineteen) cells, CHO (Chinese hamster oocytes) cells, C S (SEOS) cells, HEK (HEC) cells, Hep-G2 (Hepsey two) cells, CaCo2 (Kako two) cells, L929 (El Nine to Nine) cells, C2C12 (C2 C12) cells, Daudi ( Daudi cells, Jurkat cells, KG-1a cells, CTLL-2 cells, NS-1 cells, MOLT-4 cells , Cell lines such as HUT78 (HQ78) cells and MT-4 (MT4) cells, various hybridoma cell lines that are antibody-producing cells, and cells obtained by genetically modifying these cells. However, it is not limited to these.

接着系細胞の場合、特別な処理を施さなくても接着などが促進されるが、浮遊系細胞の場合、細胞外マトリックス、接着因子および抗体などのタンパク質を温度応答性基材に保持させることにより、接着を促進することが可能となる。   In the case of adherent cells, adhesion is promoted without any special treatment, but in the case of floating cells, proteins such as extracellular matrix, adhesion factors and antibodies are retained on a temperature-responsive substrate. It becomes possible to promote adhesion.

また、細胞として組織由来の細胞を使用することにより、例えば、筋芽細胞を使用すれば筋組織が、心筋細胞を使用すれば心筋が、また血管内皮細胞を使用すれば血管が温度応答性基材の形状に組織形成することができる。すなわち、二次元状態で細胞を培養したい場合は温度応答性基材を薄膜形状や紙形態に、また三次元状態で細胞を培養したい場合には温度応答性基材をスポンジ状態や不織布形態に形成しておくことができる。すなわち、本発明の温度応答性基材は、神経、心臓、血管、軟骨、皮膚、角膜、腎臓、肝臓、毛髪、心筋、筋肉および腱などの組織再生または移植用組織形成に使用する足場成型体の一部または全部に使用することができる。   In addition, by using tissue-derived cells as cells, for example, muscle tissue when using myoblasts, myocardium when using myocardial cells, and blood vessels when using vascular endothelial cells are temperature-responsive groups. A structure can be formed in the shape of the material. That is, when cultivating cells in a two-dimensional state, the temperature-responsive substrate is formed in a thin-film shape or paper form, and when culturing cells in a three-dimensional state, the temperature-responsive substrate is formed in a sponge state or non-woven fabric form. Can be kept. That is, the temperature-responsive substrate of the present invention is a scaffold molded body used for tissue regeneration such as nerve, heart, blood vessel, cartilage, skin, cornea, kidney, liver, hair, myocardium, muscle, and tendon, or tissue formation for transplantation. Can be used for some or all of

本発明の温度応答性基材を、上記のような細胞培養や組織再生用の培養材料として使用して細胞を培養した後、温度を変化させて温度応答性基材を崩壊させることにより、細胞や組織を温度応答性基材から回収することができる。このような作用効果により、従来細胞を支持構造体から剥離することに使用していたトリプシンなどのタンパク質分解酵素のような細胞剥離剤を使用することなく細胞を回収することが可能となる。細胞剥離剤は、細胞表面のレセプターやリガンドなどのタンパク質にダメージを与えるため細胞を培養する技術にとって好ましくない技術である。温度を変化させて温度応答性基材を崩壊してバラバラになった短繊維は、フィルターなどの篩い構造により分離することも可能であるため、温度変化という穏和な条件で、培養した細胞を回収することが可能となる。   By culturing cells using the temperature-responsive substrate of the present invention as a culture material for cell culture or tissue regeneration as described above, the temperature-responsive substrate is disrupted by changing the temperature. And tissue can be recovered from the temperature-responsive substrate. Such an effect makes it possible to collect cells without using a cell peeling agent such as a proteolytic enzyme such as trypsin, which has been conventionally used for peeling cells from the support structure. Cell detachment agents are unfavorable techniques for culturing cells because they damage proteins such as receptors and ligands on the cell surface. Short fibers that have been disintegrated by disintegrating the temperature-responsive substrate by changing the temperature can be separated by a sieving structure such as a filter, so the cultured cells can be collected under mild conditions of temperature changes. It becomes possible to do.

また、本発明の温度応答性基材内部あるいは温度応答性基材上で細胞培養を行う際には、5%COインキュベーター内で培養したり、気体透過性バッグ内で培養したり、本発明の構造体が組み込まれたカラムを使用したり、あるいは細胞懸濁液の入ったリザーバー、市販の人工肺などを利用した酸素負荷装置、培地を交換するための透析カラムなどをラインに組み込んだような灌流培養システムを利用して細胞を培養することも可能である。 In addition, when cell culture is performed inside or on the temperature-responsive substrate of the present invention, the cells are cultured in a 5% CO 2 incubator, cultured in a gas-permeable bag, It seems that a column with a built-in structure is used, or a reservoir containing a cell suspension, an oxygen load device using a commercially available artificial lung, a dialysis column for exchanging the medium, etc. It is also possible to cultivate cells using a simple perfusion culture system.

また、本発明の温度応答性基材は動脈瘤コイル、塞栓物質、歯科材料および眼内レンズなどの生体内埋め込み用医療成型体の一部または全部、外科用縫合糸、外科用補填材、外科用補強材、創傷保護材、創傷治療材、骨折接合材、補綴材およびカテーテルなどの医療材料の一部または全部として使用することができ、医療成型体や医療材料として目的を達した後、温度変化により構造を崩壊させてしまうことも可能である。   In addition, the temperature-responsive base material of the present invention is a part or all of a medical molded body for implantation in vivo such as an aneurysm coil, an embolic material, a dental material and an intraocular lens, a surgical suture, a surgical filling material, a surgical Can be used as a part or all of medical materials such as stiffeners, wound protection materials, wound treatment materials, fracture joint materials, prosthetic materials and catheters, and after achieving the purpose as medical molded bodies and medical materials, temperature It is also possible to collapse the structure by change.

また、温度応答性基材表面に構造体のパターンを形成させておき、構造体にタンパク質を吸着あるいは徐放化させることにより、温度応答性基材表面において細胞の接着性、増殖性、移動性および分化能などの機能をパターンに従って、二次元的あるいは三次元的に制御することが可能となる。特に、パターンに従って特定の形状に細胞を接着させることにより、例えば、ある特定の形状をした組織、細胞集合体を形成させた後、細胞に悪影響を及ぼす細胞剥離剤を使用することなく温度変化により構造体を崩壊させて特定形状を持つ細胞、組織のみを回収することも可能である。このような技術を応用すれば、再生医療、組織工学、細胞培養、バイオセンサー、バイオチップおよびドラッグスクリーニングを用途とした医療、研究および分析分野のデバイス開発が可能となる。   In addition, by forming a structure pattern on the surface of the temperature-responsive substrate and adsorbing or slow-releasing proteins to the structure, cell adhesion, proliferation, and mobility on the surface of the temperature-responsive substrate In addition, functions such as differentiation ability can be controlled two-dimensionally or three-dimensionally according to a pattern. In particular, by attaching cells to a specific shape according to the pattern, for example, after forming a tissue or cell aggregate having a specific shape, it is possible to change the temperature without using a cell release agent that adversely affects the cells. It is also possible to recover only cells and tissues having a specific shape by collapsing the structure. By applying such technology, it becomes possible to develop devices in the medical, research and analytical fields using regenerative medicine, tissue engineering, cell culture, biosensors, biochips and drug screening.

以下、本発明の温度応答性基材について、実施例を用いて詳細に説明する。実施例中の測定方法には、下記の方法を用いた。   Hereinafter, the temperature-responsive base material of the present invention will be described in detail using examples. The following methods were used for the measurement methods in the examples.

A.ポリマーの溶融粘度
東洋精機製作所製キャピログラフ1Bにより、ポリマーの溶融粘度を測定した。サンプル投入から測定開始までのポリマーの貯留時間は、10分とした。
A. Polymer melt viscosity The polymer melt viscosity was measured with a Capillograph 1B manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. The polymer storage time from sample introduction to measurement start was 10 minutes.

B.ポリマーの融点
Perkin Elmaer社製 DSC−7を用いて、2nd runでポリマーの融解を示すピークトップ温度をポリマーの融点とした。このときの昇温速度は16℃/分であり、サンプル量は10mgとした。
B. Polymer Melting Point Using DSC-7 manufactured by Perkin Elmaer, the peak top temperature showing the melting of the polymer at 2nd run was defined as the melting point of the polymer. The rate of temperature increase at this time was 16 ° C./min, and the sample amount was 10 mg.

C.口金吐出孔での剪断応力
口金孔壁とポリマーとの間の剪断応力は、ハーゲンポワズユの式(剪断応力(dyne/cm)=R×P/2L)から計算する。ここで、Rは口金吐出孔の半径(cm)であり、Pは口金吐出孔での圧力損失(dyne/cm)であり、Lは口金吐出孔長(cm)である。また、P=(8LηQ/πR4 )であり、ηはポリマー粘度(poise)であり、Qは吐出量(cm/sec)であり、πは円周率である。また、CGS単位系の1dyne/cmはSI単位系では0.1Paとなる。
C. Shear stress at the base discharge hole The shear stress between the base hole wall and the polymer is calculated from the Hagen-Poiseuille equation (shear stress (dyne / cm 2 ) = R × P / 2L). Here, R is a radius (cm) of the die discharge hole, P is a pressure loss (dyne / cm 2 ) at the die discharge hole, and L is a length of the die discharge hole (cm). P = (8LηQ / πR 4 ), η is the polymer viscosity (poise), Q is the discharge rate (cm 3 / sec), and π is the circumference. Further, 1 dyne / cm 2 of the CGS unit system is 0.1 Pa in the SI unit system.

D.ポリマーアロイ繊維のウースター斑(U%)
ツェルベガーウスター株式会社製USTER TESTER 4を用いて、給糸速度200m/分でノーマルモードで測定を行った。
D. Worcester spots of polymer alloy fibers (U%)
Measurement was performed in a normal mode at a yarn feeding speed of 200 m / min, using a USTER TESTER 4 manufactured by Zerbegger Worcester.

E.SEM観察
サンプルに白金を蒸着し、超高分解能電解放射型走査型電子顕微鏡で観察した。SEM装置は、日立製作所(株)製のUHR−FE−SEMを用いた。
E. SEM observation Platinum was vapor-deposited on the sample and observed with an ultra-high resolution electrolytic emission scanning electron microscope. UHR-FE-SEM manufactured by Hitachi, Ltd. was used as the SEM apparatus.

F.TEMによるナノファイバーの横断面観察
分散前のナノファイバー束を用い、これの横断面方向に超薄切片を切り出してTEM装置でナノファイバーの横断面を観察した。また、必要に応じ金属染色を施した。TEM装置には、日立製作所(株)製H−7100FA型を用いた。
F. Observation of cross section of nanofiber by TEM Using a nanofiber bundle before dispersion, an ultrathin section was cut out in the direction of the cross section of the nanofiber, and the cross section of the nanofiber was observed with a TEM apparatus. Moreover, metal dyeing | staining was given as needed. As the TEM apparatus, H-7100FA type manufactured by Hitachi, Ltd. was used.

G.単繊維の数平均直径
単繊維(ナノファイバー)の数平均直径は、次のようにして求める。すなわち、上記SEM装置もしくはTEM装置観察による写真から、画像処理ソフト(“WinROOF”(登録商標))を用いて繊維の単繊維直径を円換算で計算し、それの単純な平均値を求めた。その際、同一横断面内で無作為に抽出した150本の繊維の直径を解析し、計算に用いた。
G. Number average diameter of single fibers The number average diameter of single fibers (nanofibers) is determined as follows. That is, the single fiber diameter of the fiber was calculated in terms of a circle using image processing software (“WinROOF” (registered trademark)) from the photograph obtained by observing the SEM apparatus or TEM apparatus, and a simple average value thereof was obtained. At that time, the diameters of 150 fibers randomly extracted in the same cross section were analyzed and used for calculation.

H.繊維構成比率
短繊維(ナノファイバー)の繊維構成比率は、以下のように評価する。すなわち、上記数平均直径を求める際に使用したデータを用い、単繊維それぞれの直径をdiとし、その2乗の総和(d1+d2+・・+dn)=Σdi(i=1〜n)を算出する。また、直径500nmより大きい単繊維のそれぞれの繊維直径をDiとし、その2乗の総和(D1+D2+・・+Dm)=ΣDi(i=1〜m)を算出する。Σdiに対するΣDiの割合を算出することにより、全繊維に対する粗大繊維の面積比率、すなわち繊維構成比率とした。
H. Fiber component ratio The fiber component ratio of the short fibers (nanofibers) is evaluated as follows. That is, using the data used in determining the number average diameter, a respective single fiber diameter and di, the square of the sum (d1 2 + d2 2 + ·· + dn 2) = Σdi 2 (i = 1~n ) Is calculated. Moreover, each fiber diameter of the single fiber larger than 500 nm in diameter is set to Di, and the sum total of the squares (D1 2 + D2 2 +... + Dm 2 ) = ΣDi 2 (i = 1 to m) is calculated. By calculating the ratio of ΣDi 2 to Σdi 2 , the area ratio of coarse fibers to the total fibers, that is, the fiber composition ratio was obtained.

[分散液の製造例1]
溶融粘度57Pa・s(温度240℃、剪断速度2432sec−1)、融点220℃のN6(ナイロン6)(20重量%)と、重量平均分子量12万、溶融粘度30Pa・s(温度240℃、剪断速度2432sec−1)、融点170℃のポリL乳酸(光学純度99.5%以上)(80重量%)を、2軸押出混練機で220℃の温度で溶融混練してポリマーアロイチップを得た。ここで、ポリL乳酸の重量平均分子量は、次のようにして求めた。すなわち、試料(ポリL乳酸)のクロロホルム溶液にTHF(テトラヒドロフラン)を混合し、測定溶液とした。これをWaters社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)Waters2690を用いて25℃の温度でクロマトグラフを測定し、ポリスチレン換算で重量平均分子量を求めた。N6の温度262℃、剪断速度121.6sec−1での溶融粘度は、53Pa・sであった。また、このポリL乳酸の温度215℃、剪断速度1216sec−1での溶融粘度は、86Pa・sであった。また、このときの混練条件は、下記のとおりであった。
・ポリマー供給 :N6とポリL乳酸を別々に計量し、別々に混練機に供給した。
・スクリュー型式:同方向完全噛合型 2条ネジ
・スクリュー :直径(D)37mm、有効長さ(L)1670mm、
(L)/(D)=45.1
(混練部長さは、スクリュー有効長さの1/3より吐出側に位置させた。)
・温度 :220℃
・ベント :2箇所
このポリマーアロイチップを230℃の温度の溶融部で溶融し、紡糸温度230℃のスピンブロックに導いた。次いで、限界濾過径15μmの金属不織布でポリマーアロイ溶融体を濾過した後、口金面温度215℃とした口金から溶融紡糸した。このとき、口金は口金孔径0.3mm、孔長0.55mmのものを使用したが、バラス現象はほとんど観察されなかった。また、このときの単孔あたりの吐出量は、0.94g/分とした。さらに、口金下面から冷却開始点(チムニーの上端部)までの距離は9cmであった。吐出された糸条は20℃の温度の冷却風で1mにわたって冷却固化され、口金から1.8m下方に設置した給油ガイドで給油された後、非加熱の第1引き取りローラーおよび第2引き取りローラーを介して巻き取った。次いで、これを第1ホットローラーの温度を90℃とし、第2ホットローラーの温度を130℃として延伸熱処理した。このとき、第1ホットローラーと第2ホットローラー間の延伸倍率を1.5倍とした。得られたポリマーアロイ繊維は、総繊度62dtex、フィラメント数36フィラメント、強度3.4cN/dtex、伸度38%、U%=0.7%の優れた特性を示した。また、得られたポリマーアロイ繊維の横断面をTEMで観察したところ、ポリL乳酸が海成分で、N6が島成分の海島構造を示し、島成分のN6の数平均による直径は55nmであり、N6が超微分散化したN6ナノファイバーの前駆体であるポリマーアロイ繊維が得られた。
[Production Example 1 of Dispersion]
Melt viscosity 57 Pa · s (temperature 240 ° C., shear rate 2432 sec −1 ), melting point 220 ° C. N6 (nylon 6) (20 wt%), weight average molecular weight 120,000, melt viscosity 30 Pa · s (temperature 240 ° C., shear speed 2432Sec -1), poly L-lactic acid with a melting point of 170 ° C. (optical purity of 99.5% or more) (80 wt%) was then melt-kneaded at a temperature of 220 ° C. in the biaxial extrusion kneader to obtain a polymer alloy chip . Here, the weight average molecular weight of poly L lactic acid was determined as follows. That is, THF (tetrahydrofuran) was mixed with a chloroform solution of a sample (poly L lactic acid) to obtain a measurement solution. The chromatograph was measured at 25 ° C. using a gel permeation chromatography (GPC) Waters 2690 manufactured by Waters, and the weight average molecular weight was calculated in terms of polystyrene. The melt viscosity of N6 at a temperature of 262 ° C. and a shear rate of 121.6 sec −1 was 53 Pa · s. The poly L-lactic acid had a melt viscosity of 86 Pa · s at a temperature of 215 ° C. and a shear rate of 1216 sec −1 . The kneading conditions at this time were as follows.
-Polymer supply: N6 and poly L lactic acid were weighed separately and supplied separately to the kneader.
・ Screw type: Fully meshed in the same direction, double threaded screw ・ Screw: Diameter (D) 37 mm, Effective length (L) 1670 mm,
(L) / (D) = 45.1
(The kneading part length was positioned on the discharge side from 1/3 of the effective screw length.)
-Temperature: 220 ° C
Vent: 2 places This polymer alloy chip was melted at a melting portion at a temperature of 230 ° C. and led to a spin block at a spinning temperature of 230 ° C. Next, the polymer alloy melt was filtered with a metal nonwoven fabric having a limit filtration diameter of 15 μm, and then melt-spun from a die having a die surface temperature of 215 ° C. At this time, a base having a base hole diameter of 0.3 mm and a hole length of 0.55 mm was used, but almost no ballast phenomenon was observed. Moreover, the discharge amount per single hole at this time was 0.94 g / min. Furthermore, the distance from the base lower surface to the cooling start point (the upper end of the chimney) was 9 cm. The discharged yarn is cooled and solidified for 1 m with cooling air at a temperature of 20 ° C., and is supplied with an oil supply guide installed 1.8 m below the base, and then the unheated first take-up roller and second take-up roller are used. Winded up through. Next, this was stretched and heat-treated at a temperature of the first hot roller of 90 ° C. and a temperature of the second hot roller of 130 ° C. At this time, the draw ratio between the first hot roller and the second hot roller was 1.5 times. The obtained polymer alloy fiber exhibited excellent properties of a total fineness of 62 dtex, a filament count of 36 filaments, a strength of 3.4 cN / dtex, an elongation of 38%, and U% = 0.7%. Moreover, when the cross section of the obtained polymer alloy fiber was observed with a TEM, poly L lactic acid was a sea component, N6 showed an island-island sea-island structure, and the number average diameter of the island component N6 was 55 nm, A polymer alloy fiber which is a precursor of N6 nanofibers in which N6 is ultrafinely dispersed was obtained.

得られたポリマーアロイ繊維を、95℃の温度の5%水酸化ナトリウム水溶液に1時間浸漬することにより、ポリマーアロイ繊維中のポリL乳酸成分の99重量%以上を加水分解で除去し、酢酸で中和後、水洗、乾燥し、N6ナノファイバーの繊維束を得た。このN6ナノファイバーの繊維束をTEM写真から解析した結果、N6ナノファイバーの単繊維の数平均直径は60nmと従来にない細さであり、直径100nmより大きいN6ナノファイバーの繊維構成比率は0重量%であった。   By immersing the obtained polymer alloy fiber in a 5% aqueous sodium hydroxide solution at a temperature of 95 ° C. for 1 hour, 99% by weight or more of the poly-L lactic acid component in the polymer alloy fiber is removed by hydrolysis, and acetic acid is used. After neutralization, it was washed with water and dried to obtain a fiber bundle of N6 nanofibers. As a result of analyzing the fiber bundle of N6 nanofibers from a TEM photograph, the number average diameter of single fibers of N6 nanofibers is 60 nm, which is an unprecedented thinness, and the fiber composition ratio of N6 nanofibers having a diameter of more than 100 nm is 0 weight. %Met.

得られたN6ナノファイバーの繊維束を、0.01mm、0.2mm、2mm、30mmおよび50mm長にそれぞれ切断して、N6ナノファイバーの短繊維を得た。タッピースタンダードナイヤガラ試験ビータ((株)東洋精機製作所製)に、水23リットル(L)と先に得られたそれぞれの繊維長の短繊維30gを仕込み、5分間予備叩解し、その後余分な水を切って短繊維を回収した。この短繊維の重量は250gであり、その含水率は88重量%であった。含水状態の短繊維250gをそのまま自動式PFIミル(熊谷理機工業(株)製)に仕込み、回転数1500rpm、クリアランス0.2mmで6分間叩解した。オスターブレンダー(オスター社製)に叩解した短繊維42gと水500gを仕込み、回転数13900rpmで30分間撹拌し、さらに、このようにして得られた繊維分散液に、温度応答性高分子化合物としてポリ−N−イソプロピルアクリルアミド(アルドリッチ社製、数平均分子量20000〜250000、LCST:30〜32℃)0.25gを添加して回転式振とう機30rpmで30分間撹拌し、N6ナノファイバー1.0重量%と温度応答性高分子化合物0.05重量%を含有するN6ナノファイバー入り分散液1(繊維長0.2mm)、分散液2(繊維長2mm)、分散液3(繊維長30mm)、分散液4(繊維長50mm)および分散液5(繊維長0.01mm)を得た。分散液4は、ナノファイバーが均一に分散されず、ナノファイバー同士が会合した大きな凝集体(フロック)が形成された。また、繊維長2mmの短繊維について、分散液6として、分散液2と同様の作製方法において温度応答性高分子化合物を添加しない分散液を、分散液7として、分散液2と同様の作製方法においてポリ−N−イソプロピルアクリルアミドを0.5g添加して温度応答性高分子化合物の濃度を0.1重量%とした分散液を、分散液8として、分散液2と同様の作製方法においてポリ−N−イソプロピルアクリルアミドを0.05g添加して温度応答性高分子化合物の濃度を0.01重量%とした分散液を、分散液9として、分散液2と同様の作製方法において温度応答性高分子化合物としてポリビニルメチルエーテル(サイエンティフイックポリマー社製、重量平均分子量90000、LCST:37〜38℃)を使用し、これを0.25g添加して温度応答性高分子化合物0.05重量%含有する分散液を、それぞれ作製した。   The obtained fiber bundles of N6 nanofibers were cut into 0.01 mm, 0.2 mm, 2 mm, 30 mm and 50 mm lengths to obtain N6 nanofiber short fibers. Tappy Standard Niagara Test Beata (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) is charged with 23 liters (L) of water and 30 g of the short fiber of each fiber length obtained above, pre-beaten for 5 minutes, and then excess water Cut and recovered the short fibers. The weight of this short fiber was 250 g, and its water content was 88% by weight. 250 g of water-containing short fibers were charged as they were into an automatic PFI mill (manufactured by Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd.) and beaten for 6 minutes at a rotation speed of 1500 rpm and a clearance of 0.2 mm. 42 g of short fibers beaten into an oster blender (manufactured by oster) and 500 g of water are stirred and stirred for 30 minutes at a rotational speed of 13900 rpm. Further, the fiber dispersion thus obtained is mixed with poly as a temperature-responsive polymer compound. 0.25 g of N-isopropylacrylamide (manufactured by Aldrich, number average molecular weight 20000-250,000, LCST: 30-32 ° C.) was added and stirred for 30 minutes at 30 rpm on a rotary shaker, and 1.0 weight of N6 nanofibers % And N6 nanofiber-containing dispersion liquid 1 (fiber length 0.2 mm), dispersion liquid 2 (fiber length 2 mm), dispersion liquid 3 (fiber length 30 mm), and dispersion Liquid 4 (fiber length 50 mm) and dispersion 5 (fiber length 0.01 mm) were obtained. In the dispersion liquid 4, the nanofibers were not uniformly dispersed, and a large aggregate (floc) in which the nanofibers were associated was formed. In addition, for the short fiber having a fiber length of 2 mm, a dispersion 6 to which the temperature-responsive polymer compound is not added in the same production method as the dispersion 2 is used as the dispersion 6, and a production method similar to the dispersion 2 is used as the dispersion 7. In the same preparation method as dispersion 2, poly-N-isopropylacrylamide was added in an amount of 0.5 g and the temperature-responsive polymer compound concentration was 0.1% by weight. A dispersion liquid in which 0.05 g of N-isopropylacrylamide was added and the concentration of the temperature-responsive polymer compound was 0.01% by weight was used as dispersion liquid 9 in the same production method as dispersion liquid 2, and the temperature-responsive polymer was prepared. Polyvinyl methyl ether (Scientific Polymer Co., Ltd., weight average molecular weight 90000, LCST: 37-38 ° C.) was used as the compound, and 0.25 g of this was added. The thermoresponsive polymer compound 0.05 wt% containing dispersed liquid was, respectively prepared.

[分散液の製造例2]
溶融粘度120Pa・s(温度262℃、剪断速度121.6sec−1)、融点225℃のPBT(ポリブチレンテレフタレート)(20重量%)と、2エチルヘキシルアクリレートを22モル%共重合したポリスチレン(PS)(80重量%)を用い、混練温度を240℃として分散液の製造例1と同様に溶融混練し、ポリマーアロイチップを得た。このとき、共重合PSの温度262℃、剪断速度121.6sec−1における溶融粘度は140Pa・sであり、温度245℃、剪断速度1216sec−1における溶融粘度は60Pa・sであった。
[Production Example 2 of Dispersion]
Polystyrene (PS) copolymerized with PBT (polybutylene terephthalate) (20 wt%) having a melt viscosity of 120 Pa · s (temperature: 262 ° C., shear rate: 121.6 sec −1 ) and melting point of 225 ° C. and 22 mol% of 2-ethylhexyl acrylate. (80 wt%) was used, and the kneading temperature was 240 ° C., and melt kneading was performed in the same manner as in Production Example 1 of the dispersion to obtain a polymer alloy chip. At this time, the melt viscosity of copolymerized PS at a temperature of 262 ° C. and a shear rate of 121.6 sec −1 was 140 Pa · s, and the melt viscosity at a temperature of 245 ° C. and a shear rate of 1216 sec −1 was 60 Pa · s.

得られたポリマーアロイチップを、溶融温度260℃、紡糸温度260℃(口金面温度245℃)、紡糸速度1200m/分で分散液の製造例1と同様に溶融紡糸した。このとき、口金として、吐出孔上部に直径0.3mmの計量部を備えた、吐出孔径が0.7mm、吐出孔長が1.85mmの口金を使用した。紡糸性は良好であり、1tの紡糸で糸切れは1回であった。このときの単孔あたりの吐出量は、1.0g/分とした。得られた未延伸糸を延伸温度100℃、延伸倍率を2.49倍とし、熱セット温度115℃として分散液の製造例1と同様に延伸熱処理した。得られた延伸糸は、総繊度161dtex、フィラメント数36フィラメント、強度1.4cN/dtex、伸度33%、U%=2.0%であった。得られたポリマーアロイ繊維の横断面をTEMで観察したところ、共重合PSが海成分で、PBTが島成分の海島構造を示し、PBTの数平均による直径は70nmであり、PBTがナノサイズで均一分散化したポリマーアロイ繊維が得られた。   The obtained polymer alloy chip was melt-spun in the same manner as in Production Example 1 of the dispersion at a melting temperature of 260 ° C., a spinning temperature of 260 ° C. (die surface temperature of 245 ° C.), and a spinning speed of 1200 m / min. At this time, a die having a discharge hole diameter of 0.7 mm and a discharge hole length of 1.85 mm, having a measuring portion having a diameter of 0.3 mm above the discharge hole, was used. The spinnability was good and the yarn breakage was 1 in 1 t spinning. The discharge rate per single hole at this time was 1.0 g / min. The obtained undrawn yarn was drawn and heat treated in the same manner as in Production Example 1 of the dispersion at a drawing temperature of 100 ° C., a draw ratio of 2.49 times, and a heat setting temperature of 115 ° C. The obtained drawn yarn had a total fineness of 161 dtex, a filament number of 36, a strength of 1.4 cN / dtex, an elongation of 33%, and U% = 2.0%. When the cross section of the obtained polymer alloy fiber was observed with a TEM, the copolymer PS was a sea component, the PBT was an island component, and the number average diameter of the PBT was 70 nm, and the PBT was nano-sized. Uniformly dispersed polymer alloy fibers were obtained.

得られたポリマーアロイ繊維をトリクロロエチレンに浸漬することにより、海成分である共重合PSの99重量%以上を溶出後、乾燥して、PBTナノファイバーの繊維束を得た。このPBTナノファイバーの繊維束をTEM写真から解析した結果、PBTナノファイバーの単繊維の数平均直径は85nmと従来にない細さであり、直径で200nmより大きいPBTナノファイバーの繊維構成比率は0重量%であり、直径で100nmより大きいPBTナノファイバーの繊維比率は1重量%であった。   By immersing the obtained polymer alloy fiber in trichlorethylene, 99% by weight or more of copolymer PS, which is a sea component, was eluted and then dried to obtain a fiber bundle of PBT nanofibers. As a result of analyzing the fiber bundle of the PBT nanofiber from the TEM photograph, the number average diameter of the single fiber of the PBT nanofiber is 85 nm, which is an unprecedented thinness, and the fiber composition ratio of the PBT nanofiber having a diameter larger than 200 nm is 0. The fiber ratio of PBT nanofibers with a diameter of greater than 100 nm was 1% by weight.

得られたPBTナノファイバーの繊維束を2mm長に切断して、PBTナノファイバーの短繊維を得た。得られたPBTナノファイバーの短繊維を、分散液の製造例1と同様に予備叩解を施し、含水率80重量%のPBTナノファイバーを得た後、さらに分散液の製造例1と同様に叩解、撹拌、温度応答性高分子化合物の添加を行い、PBTナノファイバー1.0重量%と温度応答性高分子化合物0.05重量%を含有するPBTナノファイバー入り分散液10を得た。   The obtained fiber bundle of PBT nanofibers was cut into a length of 2 mm to obtain short fibers of PBT nanofibers. The obtained short fibers of PBT nanofibers were preliminarily beaten in the same manner as in Production Example 1 of the dispersion to obtain PBT nanofibers having a water content of 80% by weight, and then beaten in the same manner as in Production Example 1 of the dispersion. Then, stirring and addition of a temperature-responsive polymer compound were performed to obtain a dispersion 10 containing PBT nanofibers containing 1.0% by weight of PBT nanofibers and 0.05% by weight of a temperature-responsive polymer compound.

[分散液の製造例3]
分散液の製造例1のN6を、溶融粘度350Pa・s(温度220℃、剪断速度121.6sec−1)、融点162℃のPP(ポリプロピレン)(23重量%)としたこと以外は、分散液の製造例1と同様に溶融混練し、ポリマーアロイチップを得た。ポリL乳酸の温度220℃、剪断速度121.6sec−1における溶融粘度は、107Pa・sであった。このポリマーアロイチップを用い、溶融温度230℃、紡糸温度230℃(口金面温度215℃)、単孔吐出量1.5g/分、紡糸速度900m/分で分散液の製造例1と同様に溶融紡糸を行った。得られた未延伸糸を延伸温度90℃、延伸倍率を2.7倍、熱セット温度130℃として分散液の製造例1と同様に延伸熱処理した。
[Production Example 3 of Dispersion]
Dispersion except that N6 in Production Example 1 of dispersion was changed to PP (polypropylene) (23 wt%) having a melt viscosity of 350 Pa · s (temperature 220 ° C., shear rate 121.6 sec −1 ) and melting point 162 ° C. In the same manner as in Production Example 1, the polymer alloy chip was obtained by melt-kneading. The melt viscosity of poly L lactic acid at a temperature of 220 ° C. and a shear rate of 121.6 sec −1 was 107 Pa · s. Using this polymer alloy chip, melting was performed in the same manner as in Production Example 1 of the dispersion at a melting temperature of 230 ° C., a spinning temperature of 230 ° C. (die surface temperature of 215 ° C.), a single hole discharge rate of 1.5 g / min, and a spinning speed of 900 m / min. Spinning was performed. The obtained undrawn yarn was drawn and heat treated in the same manner as in Production Example 1 of the dispersion at a drawing temperature of 90 ° C., a draw ratio of 2.7 times, and a heat setting temperature of 130 ° C.

得られたポリマーアロイ繊維を、98℃の温度の5%水酸化ナトリウム水溶液に1時間浸漬することにより、ポリマーアロイ繊維中のポリL乳酸成分の99重量%以上を加水分解除去し、酢酸で中和後、水洗、乾燥し、PPナノファイバーの繊維束を得た。このPPナノファイバーの繊維束をTEM写真から解析した結果、PPナノファイバーの単繊維の数平均直径は240nmであり、直径で500nmより大きいPPナノファイバーの繊維比率は0重量%であった。   By immersing the obtained polymer alloy fiber in a 5% aqueous sodium hydroxide solution at a temperature of 98 ° C. for 1 hour, 99% by weight or more of the poly-L lactic acid component in the polymer alloy fiber is hydrolyzed and removed with acetic acid. After summing, washing with water and drying were performed to obtain a fiber bundle of PP nanofibers. As a result of analyzing the fiber bundle of the PP nanofiber from the TEM photograph, the number average diameter of the single fiber of the PP nanofiber was 240 nm, and the fiber ratio of the PP nanofiber having a diameter larger than 500 nm was 0% by weight.

得られたPPナノファイバーの繊維束を2mm長に切断して、PPナノファイバーの短繊維を得た。得られたPPナノファイバーの短繊維を、分散液の製造例1と同様に予備叩解を施し、含水率75重量%のPPナノファイバーを得た後、さらに分散液の製造例1と同様に叩解、撹拌、温度応答性高分子化合物の添加を行い、回転式振とう機30rpmで30分間撹拌し、PPナノファイバー1.0重量%と温度応答性高分子化合物0.05重量%を含有するPPナノファイバー入り分散液11を得た。   The obtained PP nanofiber bundle was cut into 2 mm lengths to obtain PP nanofiber short fibers. The obtained short fibers of PP nanofibers were preliminarily beaten in the same manner as in Production Example 1 of the dispersion to obtain PP nanofibers having a water content of 75% by weight, and then beaten in the same manner as in Production Example 1 of the dispersion. , Stirring, addition of temperature-responsive polymer compound, stirring for 30 minutes at 30 rpm on a rotary shaker, PP containing 1.0% by weight of PP nanofibers and 0.05% by weight of temperature-responsive polymer compound A dispersion 11 containing nanofibers was obtained.

[分散液の製造例4]
海成分にアルカリ可溶型共重合ポリエステル樹脂60重量%、島成分にN6樹脂40重量%を用い、溶融紡糸で島成分を100島とし、単繊維繊度5.3dtexの高分子配列体複合繊維(以後、複合繊維という)を作成後、2.5倍延伸して単繊維繊度2.1dtexの複合繊維を得た。この複合繊維の強度は2.6cN/dtexであり、伸度は35%であった。その後、この複合繊維を98℃の温度の3%濃度の水酸化ナトリウム水溶液で1時間処理することにより、複合繊維中のポリエステル成分の99重量%以上を加水分解除去し、酢酸で中和後、水洗、乾燥してN6の極細繊維を得た。得られたN6の極細繊維の平均単繊維繊度をTEM写真から解析したところ、単繊維繊度0.02dtex(平均繊維径2μm)相当であった。得られたN6極細繊維を2mm長に切断して短繊維とした後、この短繊維5gと水495gをオスターブレンダー(オスター社製)に仕込み、回転数13900rpmで30分間撹拌して、製造例1と同じ温度応答性高分子化合物0.25gを添加して回転式振とう機30rpmで30分間撹拌し、N6極細繊維1.0重量%と温度応答性高分子化合物0.05重量%を含有する分散液12を得た。
[Production Example 4 of Dispersion]
A 60% by weight alkali-soluble copolymer polyester resin is used for the sea component, 40% by weight of the N6 resin is used for the island component, the island component is 100 islands by melt spinning, and a polymer array composite fiber having a single fiber fineness of 5.3 dtex ( (Hereinafter referred to as composite fiber), and then stretched 2.5 times to obtain a composite fiber having a single fiber fineness of 2.1 dtex. The composite fiber had a strength of 2.6 cN / dtex and an elongation of 35%. Thereafter, the composite fiber was treated with a 3% aqueous sodium hydroxide solution at a temperature of 98 ° C. for 1 hour to hydrolyze and remove 99% by weight or more of the polyester component in the composite fiber, neutralized with acetic acid, After washing with water and drying, N6 ultrafine fibers were obtained. When the average single fiber fineness of the obtained ultrafine fibers of N6 was analyzed from a TEM photograph, the single fiber fineness was equivalent to 0.02 dtex (average fiber diameter 2 μm). The obtained N6 ultrafine fiber was cut into 2 mm lengths to make short fibers, and then 5 g of these short fibers and 495 g of water were charged into an oster blender (manufactured by oster Co., Ltd.) and stirred at a rotational speed of 13900 rpm for 30 minutes. 0.25 g of the same temperature-responsive polymer compound as in the above was added and stirred for 30 minutes at 30 rpm on a rotary shaker, containing 1.0% by weight of N6 ultrafine fiber and 0.05% by weight of temperature-responsive polymer compound. A dispersion 12 was obtained.

[分散液の製造例5]
従来公知の溶融紡糸法により、単繊維繊度10dtex(平均繊維径30μm)のPET(ポリエチレンテレフタレート)繊維を得た後、これを2mm長に切断して、短繊維を得た。この短繊維5gと水495gをオスターブレンダー(オスター社製)に仕込み、回転数10000rpmで1分間撹拌した後、製造例1と同じ温度応答性高分子化合物0.25gを添加して、回転式振とう機30rpmで30分間撹拌し、PET繊維1.0重量%と温度応答性高分子化合物0.05重量%を含有する分散液13を得た。
[Production Example 5 of Dispersion]
After obtaining PET (polyethylene terephthalate) fiber having a single fiber fineness of 10 dtex (average fiber diameter of 30 μm) by a conventionally known melt spinning method, this was cut into a length of 2 mm to obtain short fibers. After charging 5 g of these short fibers and 495 g of water into an Oster blender (manufactured by Oster) and stirring for 1 minute at a rotational speed of 10,000 rpm, 0.25 g of the same temperature-responsive polymer compound as in Production Example 1 was added, and The mixture was stirred at 30 rpm for 30 minutes to obtain a dispersion 13 containing 1.0% by weight of PET fibers and 0.05% by weight of a temperature-responsive polymer compound.

[分散液の製造例6]
従来公知の溶融紡糸法により、単繊維繊度33dtex(平均繊維径55μm)のPET繊維を得た後、これを2mm長に切断して、短繊維を得た。この短繊維5gと水495gをオスターブレンダー(オスター社製)に仕込み、回転数10000rpmで1分間撹拌した後、製造例1と同じ温度応答性高分子化合物0.25gを添加して回転式振とう機30rpmで30分間撹拌し、PET繊維1.0重量%と温度応答性高分子化合物0.05重量%を含有する分散液14を得た。
[Production Example 6 of Dispersion]
After obtaining a PET fiber having a single fiber fineness of 33 dtex (average fiber diameter 55 μm) by a conventionally known melt spinning method, this was cut into a length of 2 mm to obtain a short fiber. After charging 5 g of this short fiber and 495 g of water into an Oster blender (manufactured by Oster Co., Ltd.) and stirring for 1 minute at a rotational speed of 10,000 rpm, 0.25 g of the same temperature-responsive polymer compound as in Production Example 1 was added and rotary shaking was performed. The mixture was stirred at 30 rpm for 30 minutes to obtain a dispersion 14 containing 1.0% by weight of PET fibers and 0.05% by weight of a temperature-responsive polymer compound.

(実施例1〜3)
上記分散液の製造例1で得られた分散液1〜3を用い、スポンジ形態の温度応答性基材を作製した。作製方法は、分散液1〜3を24ウェルプレートのウェル(直径16mm)にそれぞれ1mL入れ、−80℃の温度の超低温フリーザー中に12時間静置した。凍結したサンプルをEYELA社製の凍結乾燥機(FD−5N)のチャンバー内に入れ、0.1kPa以下の真空度で凍結乾燥することにより、スポンジ状三次元構造の温度応答性基材を得た(図1参照)。
(Examples 1-3)
A sponge-like temperature-responsive substrate was prepared using the dispersions 1 to 3 obtained in Production Example 1 of the dispersion. In the production method, 1 mL of each of dispersions 1 to 3 was placed in a well (diameter: 16 mm) of a 24-well plate, and left in an ultra-low temperature freezer at a temperature of -80 ° C for 12 hours. The frozen sample was put into a chamber of a freeze dryer (FD-5N) manufactured by EYELA, and freeze-dried at a vacuum degree of 0.1 kPa or less to obtain a temperature-responsive base material having a sponge-like three-dimensional structure. (See FIG. 1).

次に、得られた温度応答性基材をウェルから取り出し、使用した温度応答性高分子化合物のLCSTより高い37℃の温水を添加してピペッティングを行っても温度応答性基材の構造は崩壊しなかった(図2参照)が、LCSTより低い4℃の冷水を添加してピペッティングを行うと温度応答性基材の構造が崩壊し(図3参照)、温度応答性基材として構造の温度応答性を有することを確認することができた。   Next, the structure of the temperature-responsive substrate remains even if the obtained temperature-responsive substrate is removed from the well, and hot water at 37 ° C. higher than the LCST of the used temperature-responsive polymer compound is added and pipetting is performed. Although it did not collapse (see FIG. 2), the structure of the temperature-responsive substrate collapsed when pipetting was performed by adding 4 ° C. cold water lower than LCST (see FIG. 3). It was confirmed that it had a temperature responsiveness of.

(比較例1)
分散液の製造例1で得られた分散液4を用い、実施例1と同様に凍結乾燥を行い、スポンジ形態の温度応答性基材の形成を試みたが、繊維長が50mmと大きく分散液が不均一な凝集体を形成しているため、スポンジ形態の温度応答性基材を形成することはできなかった。
(Comparative Example 1)
The dispersion 4 obtained in Production Example 1 of the dispersion was lyophilized in the same manner as in Example 1 to try to form a sponge-like temperature-responsive substrate, but the fiber length was as large as 50 mm. However, since a non-uniform aggregate was formed, a sponge-shaped temperature-responsive substrate could not be formed.

(比較例2)
分散液の製造例1で得られた分散液5を用い、実施例1と同様に凍結乾燥を行い、スポンジ状の温度応答性基材の形成を試みた。しかしながら、得られた構造物は、扁平なシート状の構造のものとなった。さらに、得られた構造物に、37℃の温水を添加してピペッティングを行うと繊維長が0.01mmと小さく構造が崩壊したため、温度による構造制御性が無いことが分かった。
(Comparative Example 2)
Using the dispersion 5 obtained in Production Example 1 of the dispersion, freeze-drying was performed in the same manner as in Example 1 to try to form a sponge-like temperature-responsive substrate. However, the obtained structure has a flat sheet-like structure. Further, when 37 ° C. warm water was added to the resulting structure and pipetting was performed, the fiber length was as small as 0.01 mm, and the structure collapsed.

(比較例3)
分散液の製造例1で得られた分散液6を用い、実施例1と同様に凍結乾燥を行いスポンジ状の温度応答性基材の形成を試みたところ、きれいなスポンジ状の温度応答性基材が形成された。しかしながら、使用した温度応答性高分子化合物のLCSTより高い37℃の温水を添加してピペッティングを行った時点で構造が崩壊したため、温度による構造制御性が無いことが分かった。
(Comparative Example 3)
Using the dispersion 6 obtained in Production Example 1 of the dispersion, lyophilization was performed in the same manner as in Example 1 to try to form a sponge-like temperature-responsive substrate. As a result, a clean sponge-like temperature-responsive substrate was obtained. Formed. However, it was found that there was no structure controllability due to temperature because the structure collapsed when pipetting was performed by adding warm water at 37 ° C. higher than the LCST of the temperature-responsive polymer compound used.

(実施例4〜6)
分散液の製造例1で得られた分散液7〜9を用い、実施例1と同様に凍結乾燥を行いスポンジ状の温度応答性基材の形成を試みたところ、それぞれきれいなスポンジ状の温度応答性基材が形成された。得られたそれぞれの温度応答性基材について、実施例1と同様に温水と冷水を個別に添加して構造の崩壊を観察し、温度応答性基材の温度応答性を確認したところ、いずれの温度応答性基材も温度応答性が有ることが確認された。
(Examples 4 to 6)
Using the dispersions 7 to 9 obtained in Production Example 1 of the dispersion, lyophilization was performed in the same manner as in Example 1 to try to form a sponge-like temperature-responsive substrate. A conductive substrate was formed. About each obtained temperature-responsive base material, like Example 1, warm water and cold water were added separately, the collapse of the structure was observed, and the temperature-responsiveness of the temperature-responsive base material was confirmed. It was confirmed that the temperature responsive substrate also has temperature responsiveness.

(実施例7〜10)
分散液の製造例2〜5で得られた分散液10〜13を用い、実施例1と同様に凍結乾燥を行いスポンジ状の温度応答性基材の形成を試みたところ、それぞれきれいなスポンジ状の温度応答性基材が形成された。得られたそれぞれの温度応答性基材について、実施例1と同様に温水と冷水を個別に添加して構造の崩壊を観察し、温度応答性基材の温度応答性を確認したところ、いずれの温度応答性基材も温度応答性が有ることが確認された。
(Examples 7 to 10)
Using the dispersions 10 to 13 obtained in Production Examples 2 to 5 of the dispersion, lyophilization was performed in the same manner as in Example 1 to try to form a sponge-like temperature-responsive substrate. A temperature responsive substrate was formed. About each obtained temperature-responsive base material, like Example 1, warm water and cold water were added separately, the collapse of the structure was observed, and the temperature-responsiveness of the temperature-responsive base material was confirmed. It was confirmed that the temperature responsive substrate also has temperature responsiveness.

(比較例4)
分散液の製造例6で得られた分散液14を用い、実施例1と同様に凍結乾燥を行い、スポンジ状の温度応答性基材の形成を試みた。しかしながら、得られた構造物は、扁平なシート状の構造となった。さらに、37℃の温水を添加してピペッティングを行うと平均繊維径が55μmと大きく構造は崩壊したため、温度による構造制御性が無いことが分かった。
(Comparative Example 4)
Using the dispersion 14 obtained in Production Example 6 of the dispersion, freeze-drying was performed in the same manner as in Example 1 to try to form a sponge-like temperature-responsive substrate. However, the obtained structure has a flat sheet-like structure. Further, when pipetting was performed by adding 37 ° C. warm water, the average fiber diameter was as large as 55 μm, and the structure collapsed. Thus, it was found that there was no structure controllability due to temperature.

上記の実施例1〜10と比較例1〜4の結果をまとめて表1に示す。   The results of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 are summarized in Table 1.

(実施例11)
分散液の製造例1で作製した分散液2を細胞培養用96ウェルプレートのウェル(直径6.4mm)に100μL添加し、このプレートを−80℃の温度の超低温フリーザー中に12時間静置した。凍結したサンプルを、EYELA社製の凍結乾燥機(FD−5N)のチャンバー内に入れ、0.1kPa以下の真空度で凍結乾燥することによりスポンジ状の温度応答性基材をウェル上に作製した。得られた温度応答性基材上に、マウス骨芽系3T3−E1細胞懸濁液(細胞濃度5×10/mL、10%牛胎児血清添加αMEM(アルファミニマム基礎)培地)を100μL添加し、37℃の温度で1時間静置して温度応答性基材内に細胞を保持させた後、さらに、そこに10%牛胎児血清添加αMEM培地を100μL添加して、温度37℃、5%CO雰囲気下で48時間培養を行った。48時間後、培養液を除去した後、4℃の温度に冷却したPBS(リン酸緩衝液)を200μL添加した後、ピペッティングを行ったところ、図3のように温度応答性基材が崩壊した。
細胞と崩壊した温度応答性基材を回収し、メッシュ間隔が40μmのナイロンメッシュに繰り返し通して繊維(N6ナノファイバー)を除去することにより、培養された細胞を回収した。血球計算版により細胞数を測定したところ、細胞数は4.6倍に増加していた。
(Example 11)
100 μL of dispersion 2 prepared in Production Example 1 of dispersion was added to a well (diameter: 6.4 mm) of a 96-well plate for cell culture, and the plate was allowed to stand in an ultra-low temperature freezer at a temperature of −80 ° C. for 12 hours. . The frozen sample was put in a chamber of a freeze dryer (FD-5N) manufactured by EYELA, and freeze-dried at a vacuum degree of 0.1 kPa or less to prepare a sponge-like temperature-responsive substrate on the well. . 100 μL of mouse osteoblastic 3T3-E1 cell suspension (cell concentration 5 × 10 5 / mL, 10% fetal bovine serum-added αMEM (alpha minimum basic) medium) was added to the obtained temperature-responsive substrate. The cells were allowed to stand for 1 hour at a temperature of 37 ° C. to retain the cells in the temperature-responsive substrate, and then 100 μL of 10% fetal bovine serum-added αMEM medium was added thereto, and the temperature was 37 ° C., 5%. Culturing was carried out for 48 hours in a CO 2 atmosphere. After 48 hours, the culture solution was removed, 200 μL of PBS (phosphate buffer solution) cooled to a temperature of 4 ° C. was added, and pipetting was performed. As a result, the temperature-responsive substrate collapsed as shown in FIG. did.
The cells and the disintegrated temperature-responsive substrate were collected, and the cultured cells were collected by repeatedly passing through a nylon mesh having a mesh interval of 40 μm to remove the fibers (N6 nanofibers). When the number of cells was measured with a hemocytometer, the number of cells increased 4.6 times.

(実施例12)
分散液の製造例1で作製した繊維を使用し、分散液の製造例1と同様の方法で、繊維長2mmのN6ナノファイバー0.1重量%と温度応答性高分子化合物0.005重量%を含有する分散液15を作製した。この分散液15を、マイクロピペットによりポリスチレン製シャーレ上に0.5μL/スポットでスポットした後、65℃の温度で乾燥したところ、図4に示すような直径約1mmの円形のパターンを持つ膜状の温度応答性基材が形成された。得られた温度応答性基材に、37℃に温めたPBSを吹き付けても温度応答性基材のパターンは保持されたままであったが(図5参照)、4℃に冷却したPBSを吹き付けると温度応答性基材は崩壊し、パターンは見えなくなった(図6参照)ため、温度応答性基材のパターンが温度応答性を有していることが確認された。
Example 12
Using the fiber prepared in Dispersion Production Example 1, 0.1% by weight of N6 nanofibers having a fiber length of 2 mm and a temperature-responsive polymer compound of 0.005% by weight were produced in the same manner as in Dispersion Production Example 1. A dispersion 15 containing was prepared. The dispersion 15 was spotted on a polystyrene petri dish with a micropipette at 0.5 μL / spot and then dried at a temperature of 65 ° C. As a result, a film having a circular pattern with a diameter of about 1 mm as shown in FIG. A temperature-responsive substrate was formed. The pattern of the temperature-responsive substrate remained retained even when sprayed with PBS warmed to 37 ° C. on the obtained temperature-responsive substrate (see FIG. 5), but when PBS cooled to 4 ° C. was sprayed Since the temperature-responsive substrate collapsed and the pattern disappeared (see FIG. 6), it was confirmed that the pattern of the temperature-responsive substrate had temperature responsiveness.

(実施例13)
実施例12と同様の方法により、円形膜状の温度応答性基材を未処理のポリスチレン製シャーレ上に形成した。1mg/mLのフィブロネクチン(シグマ社製)を含むPBSを温度応答性基材上に添加し、37℃の温度で30分間インキュベートしてフィブロネクチンを温度応答性基材に吸着し保持させた。マウス筋芽系C2C12細胞懸濁液(細胞濃度1×10/mL、10%牛胎児血清添加DMEM(ダルベッコ変法イーグル)培地)を用意し、温度応答性基材にこの細胞懸濁液を100μL添加して温度37℃、5%CO雰囲気下で1時間インキュベートした後、未接着細胞を37℃の温度に温めたPBSで洗浄し、未接着細胞を取り除き、再度10%牛胎児血清添加DMEM培地を添加して温度37℃、5%CO雰囲気下で1週間培養したところ、図7に示すように温度応答性基材のパターン(円形)に従って、細胞が増殖して細胞が会合した組織が形成されるのが観察された。このような組織を形成された細胞を含んだ温度応答性基材に対して、4℃に冷却したPBS溶液を吹き付けたところ、温度応答性基材が崩壊し、細胞が会合した組織が円形の形状を保ったまま温度応答性基材から剥離されるのが確認された(図8参照)。
(Example 13)
A circular film-like temperature-responsive substrate was formed on an untreated polystyrene petri dish by the same method as in Example 12. PBS containing 1 mg / mL fibronectin (manufactured by Sigma) was added onto the temperature-responsive substrate, and incubated at 37 ° C. for 30 minutes to adsorb and retain fibronectin on the temperature-responsive substrate. Prepare a mouse myoblast C2C12 cell suspension (cell concentration 1 × 10 4 / mL, DMEM (Dulbecco's Modified Eagle) medium supplemented with 10% fetal bovine serum), and place this cell suspension on a temperature-responsive substrate. After adding 100 μL and incubating for 1 hour at a temperature of 37 ° C. and 5% CO 2 , the non-adherent cells were washed with PBS warmed to a temperature of 37 ° C., the non-adherent cells were removed, and 10% fetal bovine serum was added again. When DMEM medium was added and cultured at 37 ° C. in a 5% CO 2 atmosphere for 1 week, the cells proliferated and associated cells according to the temperature-responsive substrate pattern (circular shape) as shown in FIG. Tissue formation was observed. When a PBS solution cooled to 4 ° C. was sprayed on a temperature-responsive substrate containing cells in which such a tissue was formed, the temperature-responsive substrate collapsed, and the tissue associated with the cells was circular. It was confirmed that it was peeled from the temperature-responsive substrate while maintaining the shape (see FIG. 8).

本発明の単繊維の数平均直径が1nm〜50μmで単繊維の繊維長が0.2mm〜30mmである短繊維の集合体からなる繊維構造体と温度応答性高分子化合物を含み、水溶液中で温度応答性高分子化合物のLCSTより高い温度からLCSTより低い温度にすることによりその構造が崩壊することを特徴とする温度応答性基材は、衣料資材、インテリア製品、生活資材、環境・産業資材製品、IT製品、メディカル製品および研究用製品用途に応用することが可能であり、特に細胞培養、組織再生、DDSおよび診断に使用する材料として好適である。   A fiber structure comprising a collection of short fibers having a number average diameter of 1 nm to 50 μm and a single fiber length of 0.2 to 30 mm and a temperature-responsive polymer compound of the present invention in an aqueous solution The temperature-responsive base material is characterized in that its structure collapses when the temperature is changed from a temperature higher than the LCST of the temperature-responsive polymer compound to a temperature lower than the LCST, such as clothing materials, interior products, living materials, environmental and industrial materials. It can be applied to products, IT products, medical products, and research products, and is particularly suitable as a material used for cell culture, tissue regeneration, DDS and diagnosis.

図1は、実施例2で得られたスポンジ状三次元構造の温度応答性基材を示す図面(斜視図)代用写真である(等倍)。FIG. 1 is a drawing (perspective view) substituted photograph (same size) showing a temperature-responsive base material having a sponge-like three-dimensional structure obtained in Example 2. 図2は、図1の温度応答性基材に、使用した温度応答性高分子化合物のLCSTより高い37℃の温水を添加してピペッティングを行った後の状態を示す図面(斜視図)代用写真である(等倍)。FIG. 2 is a substitute for a drawing (perspective view) showing a state after pipetting by adding 37 ° C. warm water higher than the LCST of the temperature-responsive polymer compound used to the temperature-responsive base material of FIG. It is a photograph (same size). 図3は、図1の温度応答性基材に、使用した温度応答性高分子化合物のLCSTより低い4℃の冷水を添加してピペッティングを行った後の状態を示す図面(斜視図)代用写真である(等倍)。FIG. 3 is a drawing (perspective view) showing a state after pipetting by adding 4 ° C. cold water lower than the LCST of the temperature-responsive polymer compound used to the temperature-responsive base material of FIG. It is a photograph (same size). 図4は、実施例7で得られた円形のパターンを持つ膜状の温度応答性基材を示す図面(平面図)代用写真である(25倍)。FIG. 4 is a drawing (plan view) substitute photograph (25 times) showing a film-like temperature-responsive substrate having a circular pattern obtained in Example 7. 図5は、図4の温度応答性基材に、使用した温度応答性高分子化合物のLCSTより高い温度の37℃に温めたPBSを吹き付けた後の状態を示す図面(平面図)代用写真である(25倍)。FIG. 5 is a substitute photograph (plan view) showing a state after spraying PBS heated to 37 ° C., which is higher in temperature than the LCST of the temperature-responsive polymer compound used, on the temperature-responsive base material of FIG. Yes (25 times). 図6は、図4の温度応答性基材に、使用した温度応答性高分子化合物のLCSTよりより低い温度の4℃に冷却したPBSを吹き付けた後の状態を示す図面(平面図)代用写真である(25倍)。6 is a drawing (plan view) showing a state after spraying PBS cooled to 4 ° C. at a temperature lower than the LCST of the temperature-responsive polymer compound used on the temperature-responsive substrate of FIG. (25 times). 図7は、実施例8で得られた温度応答性基材のパターン(円形)に従って、細胞が増殖して細胞が会合した組織が形成されている状態を示す図面(斜視図)代用写真である(25倍)。FIG. 7 is a drawing (perspective view) substitute photograph showing a state in which cells are proliferated and cells are associated with each other according to the pattern (circular shape) of the temperature-responsive substrate obtained in Example 8. (25 times). 図8は、図7の細胞が会合した組織を含んだ温度応答性基材に、4℃に冷却したPBS溶液を吹き付けることにより、温度応答性基材が崩壊し、細胞が会合した組織が円形の形状を保ったまま温度応答性基材から剥離された状態を示す図面(斜視図)代用写真である(25倍)。FIG. 8 shows that the temperature-responsive base material collapsed by spraying a PBS solution cooled to 4 ° C. onto the temperature-responsive base material containing the tissue associated with the cells in FIG. It is drawing (perspective view) substitute photograph which shows the state peeled from the temperature-responsive base material, keeping the shape of (25 times).

Claims (15)

単繊維の数平均直径が1nm〜50μmで単繊維の繊維長が0.2mm〜30mmである短繊維の集合体からなる繊維構造体と温度応答性高分子化合物を含み、水溶液中で温度応答性高分子化合物の下限臨界溶解温度より高い温度から下限臨界溶解温度より低い温度にすることによりその構造が崩壊することを特徴とする温度応答性基材。   It includes a fiber structure composed of an assembly of short fibers having a single fiber number average diameter of 1 nm to 50 μm and a single fiber length of 0.2 mm to 30 mm, and a temperature responsive polymer compound, and is temperature responsive in an aqueous solution. A temperature-responsive substrate characterized in that its structure collapses by changing the temperature from a temperature higher than the lower critical solution temperature of the polymer compound to a temperature lower than the lower critical solution temperature. 短繊維が、単繊維の数平均直径1nm〜500nmのナノファイバーであることを特徴とする請求項1記載の温度応答性基材。   The temperature-responsive substrate according to claim 1, wherein the short fibers are nanofibers having a single fiber number average diameter of 1 nm to 500 nm. 直径が500nmより大きい単繊維の繊維構成比率が、3重量%以下であることを特徴とする請求項1または2記載の温度応答性基材。   The temperature-responsive substrate according to claim 1 or 2, wherein the fiber constituting ratio of single fibers having a diameter larger than 500 nm is 3% by weight or less. 短繊維が、有機系ポリマーからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の温度応答性基材。   The temperature-responsive substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the short fibers are made of an organic polymer. 温度応答性高分子化合物が、下限臨界溶解温度より高い温度で水に対して不溶性であり、下限臨界溶解温度より低い温度で水に対して溶解性をもつことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の温度応答性基材。   The temperature-responsive polymer compound is insoluble in water at a temperature higher than the lower critical solution temperature, and is soluble in water at a temperature lower than the lower critical solution temperature. The temperature-responsive base material in any one of. 温度応答性高分子化合物が、ポリN置換アクリルアミドであることを特徴とする請求項5記載の温度応答性基材。   6. The temperature-responsive base material according to claim 5, wherein the temperature-responsive polymer compound is poly N-substituted acrylamide. 温度応答性高分子化合物の含量が、繊維構造体の重量に対して1〜20重量%であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の温度応答性基材。   The temperature-responsive base material according to any one of claims 1 to 6, wherein the content of the temperature-responsive polymer compound is 1 to 20% by weight based on the weight of the fiber structure. 溶媒に短繊維の集合体を分散させた分散液に温度応答性高分子化合物を添加し、該溶媒を除去して形成されたものであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の温度応答性基材。   The temperature-responsive polymer compound is added to a dispersion obtained by dispersing an aggregate of short fibers in a solvent, and the solvent is removed to form the dispersion. The temperature-responsive substrate as described. 繊維構造体を構成する短繊維表面に温度応答性高分子化合物が被覆されてなることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の温度応答性基材。   The temperature-responsive base material according to any one of claims 1 to 8, wherein a surface of the short fiber constituting the fiber structure is coated with a temperature-responsive polymer compound. 繊維構造体が、薄層状、紙状、不織布状またはスポンジ状のものであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の温度応答性基材。   The temperature-responsive substrate according to any one of claims 1 to 9, wherein the fiber structure is in a thin layer shape, a paper shape, a nonwoven fabric shape, or a sponge shape. 他の基体上で形成されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の温度応答性基材。   The temperature-responsive substrate according to claim 1, wherein the temperature-responsive substrate is formed on another substrate. 他の基体上で所定のパターンを形成していることを特徴とする請求項11記載の温度応答性基材。   The temperature-responsive substrate according to claim 11, wherein a predetermined pattern is formed on another substrate. 表面および/または内部に機能性物質が保持されていることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の温度応答性基材。   The temperature-responsive substrate according to any one of claims 1 to 12, wherein a functional substance is held on the surface and / or inside thereof. 細胞培養および/または組織再生が係わる分野に使用されることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の温度応答性基材。   The temperature-responsive substrate according to any one of claims 1 to 13, which is used in a field involving cell culture and / or tissue regeneration. 請求項14記載の温度応答性基材の表面および/または内部において培養された細胞。   The cell cultured on the surface and / or inside of the temperature-responsive substrate according to claim 14.
JP2006204232A 2006-07-27 2006-07-27 Temperature responsive substrate material and cell Pending JP2008029226A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006204232A JP2008029226A (en) 2006-07-27 2006-07-27 Temperature responsive substrate material and cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006204232A JP2008029226A (en) 2006-07-27 2006-07-27 Temperature responsive substrate material and cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008029226A true JP2008029226A (en) 2008-02-14

Family

ID=39119288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006204232A Pending JP2008029226A (en) 2006-07-27 2006-07-27 Temperature responsive substrate material and cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008029226A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008043419A (en) * 2006-08-11 2008-02-28 National Institute For Materials Science Artificial cornea
WO2013118605A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-15 東レ株式会社 Stimuli-responsive material and medical material comprising same
JP2013247943A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 Kyoto Univ Method for culturing multipotent stem cell and base material for the same
JP2017131144A (en) * 2016-01-27 2017-08-03 株式会社リコー Materials for preparing three-dimensional cell aggregates, compositions for preparing three-dimensional cell aggregates, three-dimensional cell aggregate preparation sets, composition-receiving containers, and production methods of three-dimensional cell aggregates

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008043419A (en) * 2006-08-11 2008-02-28 National Institute For Materials Science Artificial cornea
WO2013118605A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-15 東レ株式会社 Stimuli-responsive material and medical material comprising same
CN104093770A (en) * 2012-02-08 2014-10-08 东丽株式会社 Stimuli-responsive material and medical material comprising same
JPWO2013118605A1 (en) * 2012-02-08 2015-05-11 東レ株式会社 Stimulus responsive material and medical material using the same
US9616154B2 (en) 2012-02-08 2017-04-11 Toray Industries, Inc. Stimuli-responsive material and medical material
RU2625761C2 (en) * 2012-02-08 2017-07-18 Торэй Индастриз, Инк. Stimulus-sensitive material and medical material containing it
JP2013247943A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 Kyoto Univ Method for culturing multipotent stem cell and base material for the same
JP2017131144A (en) * 2016-01-27 2017-08-03 株式会社リコー Materials for preparing three-dimensional cell aggregates, compositions for preparing three-dimensional cell aggregates, three-dimensional cell aggregate preparation sets, composition-receiving containers, and production methods of three-dimensional cell aggregates

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lu et al. Techniques for fabrication and construction of three-dimensional scaffolds for tissue engineering
Wu et al. Cell infiltration and vascularization in porous nanoyarn scaffolds prepared by dynamic liquid electrospinning
US9896563B2 (en) Process for producing spongelike structure
Prasad et al. Characterization and in vitro evaluation of electrospun chitosan/polycaprolactone blend fibrous mat for skin tissue engineering
Zhang et al. Recent development of polymer nanofibers for biomedical and biotechnological applications
Gutiérrez-Sánchez et al. RGD-functionalization of PLA/starch scaffolds obtained by electrospinning and evaluated in vitro for potential bone regeneration
Bhardwaj et al. Electrospinning: A fascinating fiber fabrication technique
Li et al. Electrospun nanofibrous scaffolds: production, characterization, and applications for tissue engineering and drug delivery
Zhang et al. Electrospun silk biomaterial scaffolds for regenerative medicine
Liang et al. Functional electrospun nanofibrous scaffolds for biomedical applications
Zhang et al. Electrospinning of gelatin fibers and gelatin/PCL composite fibrous scaffolds
Ayres et al. Nanotechnology in the design of soft tissue scaffolds: innovations in structure and function
Wang et al. Creation of macropores in electrospun silk fibroin scaffolds using sacrificial PEO‐microparticles to enhance cellular infiltration
Duan et al. Hybrid nanofibrous membranes of PLGA/chitosan fabricated via an electrospinning array
Medeiros et al. Porous bioactive nanofibers via cryogenic solution blow spinning and their formation into 3D macroporous scaffolds
JP2007325543A (en) Cell scaffold material and method for producing the same
JP2006254722A (en) Cell anchorage material
Tong et al. Electrospinning and evaluation of PHBV-based tissue engineering scaffolds with different fibre diameters, surface topography and compositions
Mohan et al. Nanocellulosic materials in tissue engineering applications
JP2002536011A (en) Textile
JP2008029226A (en) Temperature responsive substrate material and cell
JP2007044149A (en) Nanofiber pattern substrate and mold body using the same substrate
Wang et al. Hydro‐spinning: A novel technology for making alginate/chitosan fibrous scaffold
Dou et al. Fabrication and characterization of PVA/CS-PCL/gel multi-scale electrospun scaffold: simulating extracellular matrix for enhanced cellular infiltration and proliferation
Saeed et al. Surface morphology and biochemical characteristics of electrospun cellulose nanofibril reinforced PLA/PBS hollow scaffold for tissue engineering