JP2008038271A - ナノファイバー集合体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ポリ乳酸、卵白ペプチド、ツェイン、ゼラチン、コラーゲン、キトサンからなる群から選択される少なくとも一つの紡糸基材と、カテキン、カテキンオリゴマーからなる群から選択される少なくとも一つの機能性物質とを含有する材料に電界紡糸法を適用することにより、ナノファイバー集合体を製造することができる。
【選択図】図1
Description
この方法は、10nm−数百nmオーダーのファイバーおよびそのファイバーを集積したシートないしマット(ナノファイバー集合体)を作製できるという特徴を有している。
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機能性素材を含有するナノファイバー集合体を提供すること、及びそのようなナノファイバー集合体を製造する方法を提供することである。
[1] ポリ乳酸、卵白ペプチド、ツェイン、ゼラチン、コラーゲン、キトサンからなる群から選択される少なくとも一つの紡糸基材と、カテキン、カテキンオリゴマー(以下、まとめて「カテキン類」ということがある)からなる群から選択される少なくとも一つの機能性物質とを含有することを特徴とするナノファイバー集合体。
[2] 前記機能性物質が、カテキンであることを特徴とする[1]に記載のナノファイバー集合体。
[3] 前記カテキンは、非重合型カテキン(A)と重合型カテキン(B)とを含んでおり、非重合型カテキンの含有率(A/(A+B))が0.5〜1であることを特徴とする[2]に記載のナノファイバー集合体。
[5] 前記カテキンは、エピカテキンとエピガロカテキンとエピカテキンガレートとエピガロカテキンガレートとを含むエピ体(E)と、カテキンとガロカテキンとカテキンガレートとガロカテキンガレートとを含む非エピ体(F)とを含んでおり、エピ体率(E/(E+F))が0.8〜1であることを特徴とする[2]〜[4]のいずれかに記載のナノファイバー集合体。
[7] ポリ乳酸、卵白ペプチド、ツェイン、ゼラチン、コラーゲン、キトサンからなる群から選択される少なくとも一つの紡糸基材と、カテキン、カテキンオリゴマーからなる群から選択される少なくとも一つの機能性物質とを含有する材料から電界紡糸法によりナノファイバーを製造することを特徴とするナノファイバーの製造方法。
卵白ペプチドとは、卵白を適当に加水分解して得られるペプチドのことを意味している。卵白とは、全卵(例えば、鶏卵)より卵黄を除去したもののことであり、殻付卵を割卵したもの、凍結卵白を解凍したもの及びこれらを濃縮したもの、卵白粉末を水で戻したもののいずれであっても良く、特に限定されるものではないが、加工性の点から生卵白液または冷凍卵白液が好ましい。卵白を加水分解するには、例えば適当な加水分解酵素で処理することができる。そのような酵素は、植物由来、動物由来または細菌由来のプロテアーゼ(蛋白分解酵素)であれば特に限定されるものではないが、バチルス(Bacillus)属の菌体より抽出されたプロテアーゼを用いることが好ましく、更にBacillus lichenniformis、 Bacillus thermoproteolyticus Rokko、 Bacillus subtillsからなる群より選ばれる1種以上の菌体より抽出されたプロテアーゼを用いることが好ましい。
ゼラチンとは、高等動物中に含まれるコラーゲンの立体構造が壊れた物質の総称である。ゼラチンは非常に良く水に溶ける。本発明においては、動物種、コラーゲンの種類については問わずに使用できる。
キトサンとは、主としてβ−1,4−ポリグルコサミンのことを意味しており、キチンの脱アセチル化物である。β−1,4−ポリグルコサミン構造が主であるが、キチンを濃アルカリと溶融して製造することから、若干の構造変化物があり得る。
カテキンオリゴマーとは、3個〜10個の複数のカテキンが結合したものを意味する。カテキンは、上記のように複数の種類を含んでいるが、本発明においては、これらのいずれの分子(同種または異種を含む)が結合したカテキンオリゴマーでも用いることができる。
本発明のナノファイバー集合体は、ナノファイバーを製造する各種の方法によっても製造することができるが、特に電界紡糸法(エレクトロスピニング法、或いは静電紡糸法ともいう)を用いることが好ましい。この場合に、カテキン類は、予め紡糸基材と共存させた状態でナノファイバー集合体を製造する方法と、先にナノファイバー集合体を製造しておき、ここにカテキン類を含有させる方法とがある。
こうして製造されたナノファイバー集合体に、カテキン類を含有させる。そのような方法としては、例えばナノファイバー集合体をカテキン類を溶解させた溶液中に浸漬する方法、或いはナノファイバー集合体にカテキン類を溶解させた溶液を滴下・噴霧する方法などが例示される。
また、上記方法によってナノファイバー集合体を製造する場合には、紡糸基材として、タンパク系の物質(例えば、卵白ペプチド、ツェイン、ゼラチンなど)を用いることが好ましい。そのような物質からナノファイバー集合体を製造する場合には、カテキン類がナノファイバーに結合しやすいためである。
<実施例1> ポリ乳酸とカテキンとを含有するナノファイバー集合体の製造
90mgのポリ乳酸(重量平均分子量(Mw)=123,000、数平均分子量(Mn)=61,000、商品名レイシア(商標登録)H−900(三井化学株式会社製)と、819mgの1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)をサンプル瓶1に加えた。サンプル瓶1にマグネチックスターラーを入れ、スターラーを用いて常温(20℃−25℃)にて、1晩(約10時間以上)撹拌しながら、ポリ乳酸を完全に溶解させた。
サンプル瓶1のポリ乳酸溶液909mgと、サンプル瓶2のEGCg溶液91mgとを、別のサンプル瓶3に混合し、ボルテックスミキサーを使って、混ざり合うまで振動撹拌した。撹拌後に、溶液は白濁した。
電界紡糸装置として、株式会社井元製作所のもの(型番:IMC−1631型、IMC−163E型、及びIMC−164E型)を使用した。シリンジ針として25Gのもの(外径0.5mm、内径0.32mm:星盛堂医療機器工業株式会社製)を使用し、射出距離10cm、回転数100rpm、電圧10kv、射出速度3mL/hrとした。
結果を図2及び図3に示した。図に示すように、ポリ乳酸−カテキン系を使用した場合に、電界紡糸法により良好なナノファイバーが製造された。このナノファイバーは、外径が約100nm〜500nmであった。
60mgのツェイン(太陽化学株式会社製)と、3mLのHFIPをサンプル瓶に加えた。サンプル瓶にマグネチックスターラーを入れ、スターラーを用いて常温(20℃−25℃)にて、1時間−2時間撹拌しながら、ツェインを完全に溶解させた。
このサンプル瓶のサンプル溶液をシリンジへ注入後、シリンジ内の気泡を追い出した。このシリンジを電界紡糸装置のシリンジポンプにセットし、次の条件で電界紡糸法を実施した。
結果を図4及び図5に示した。図に示すように、ツェインを使用した場合に、電界紡糸法により良好なナノファイバーが製造された。このナノファイバーは、外径が約500nm〜750nmであった。
こうして製造されたツェインを含有するナノファイバー集合体について、カテキン類を溶解させた溶液に浸漬することにより、カテキン類を含有するナノファイバー集合体を製造することができる。
45mgのゼラチンと、15mgの卵白ペプチド(プロフィックスO:太陽化学株式会社製)をサンプル瓶に入れ、ここに1.8mLのテトラフルオロエチレン(TFE)と1.2mLの精製水を加えた。サンプル瓶にマグネチックスターラーを入れ、スターラーを用いて常温(20℃−25℃)にて、1時間−2時間撹拌しながら、ゼラチンを完全に溶解させた。
このサンプル瓶のサンプル溶液をシリンジへ注入後、シリンジ内の気泡を追い出した。このシリンジを電界紡糸装置のシリンジポンプにセットし、次の条件で電界紡糸法を実施した。
結果を図6に示した。図に示すように、卵白ペプチド−ゼラチン系を使用した場合に、電界紡糸法により良好なナノファイバーが製造された。このナノファイバーは、外径が約500nm〜750nmであった。
こうして製造された卵白ペプチドとゼラチンを含有するナノファイバー集合体について、カテキン類を溶解させた溶液に浸漬することにより、カテキン類を含有するナノファイバー集合体を製造することができる。
Claims (7)
- ポリ乳酸、卵白ペプチド、ツェイン、ゼラチン、コラーゲン、キトサンからなる群から選択される少なくとも一つの紡糸基材と、カテキン、カテキンオリゴマーからなる群から選択される少なくとも一つの機能性物質とを含有することを特徴とするナノファイバー集合体。
- 前記機能性物質が、カテキンであることを特徴とする請求項1に記載のナノファイバー集合体。
- 前記カテキンは、非重合型カテキン(A)と重合型カテキン(B)とを含んでおり、非重合型カテキンの含有率(A/(A+B))が0.5〜1であることを特徴とする請求項2に記載のナノファイバー集合体。
- 前記カテキンは、非重合型カテキンと重合型カテキンとを含み、このうち非重合型カテキンは、カテキンガレートとエピカテキンガレートとガロカテキンガレートとエピガロカテキンガレートとを含むガレート体(C)と、カテキンとエピカテキンとガロカテキンとエピガロカテキンとを含む非ガレート体(D)とを含んでおり、ガレート率(C/(C+D))が0.3〜1であることを特徴とする請求項2または3に記載のナノファイバー集合体。
- 前記カテキンは、エピカテキンとエピガロカテキンとエピカテキンガレートとエピガロカテキンガレートとを含むエピ体(E)と、カテキンとガロカテキンとカテキンガレートとガロカテキンガレートとを含む非エピ体(F)とを含んでおり、エピ体率(E/(E+F))が0.8〜1であることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のナノファイバー集合体。
- ポリ乳酸、卵白ペプチド、ツェイン、ゼラチン、コラーゲン、キトサンからなる群から選択される少なくとも一つの紡糸基材を電界紡糸法によりナノファイバーを製造し、このナノファイバーにカテキン、カテキンオリゴマーからなる群から選択される少なくとも一つの機能性物質を含有させることを特徴とするナノファイバーの製造方法。
- ポリ乳酸、卵白ペプチド、ツェイン、ゼラチン、コラーゲン、キトサンからなる群から選択される少なくとも一つの紡糸基材と、カテキン、カテキンオリゴマーからなる群から選択される少なくとも一つの機能性物質とを含有する材料から電界紡糸法によりナノファイバーを製造することを特徴とするナノファイバーの製造方法。
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