JP2011099107A - Method for producing composite molded product - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a composite molded product in which various active substances are supported on a polyion complex excellent in biodegradability and biological affinity and formed of a polysaccharide material including a component monosaccharide having a definite chemical structure. <P>SOLUTION: In the method for producing a composite molded product containing an anionic polymer and a cationic polymer, the anionic polymer is an anionic polymer obtained by oxidation of any one polysaccharide of cellulose, starch and chitin, and the molded product is formed by adding an aqueous solution of the cationic polymer to an aqueous solution of the anionic polymer. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は複合成形体および各種作用物質を内包した複合成形体およびカプセルおよび各種作用物質の固定化の方法に関するもので、生分解性、生体親和性に優れる天然物由来の多糖類からなる複合成形体に関するものである。   The present invention relates to a composite molded body, a composite molded body encapsulating various active substances and a capsule, and a method for immobilizing various active substances, and is a composite molded article composed of a natural product-derived polysaccharide having excellent biodegradability and biocompatibility. It is about the body.

従来様々な分野において、各種薬剤や微生物、細菌、核酸、酵素、或いは磁性体、触媒、顔料、染料などを内包し、徐放させる目的あるいは固定化担体として各種マイクロカプセルの開発が行われている。   In various fields, various microcapsules have been developed for the purpose of containing various drugs, microorganisms, bacteria, nucleic acids, enzymes, or magnetic substances, catalysts, pigments, dyes, etc. for sustained release or as immobilization carriers. .

これらの担体物質の中には生分解性や生体親和性等が要求されるものがある。   Some of these carrier materials require biodegradability, biocompatibility, and the like.

これらのマイクロカプセルの多くには、ゼラチン、アガロース、アルギン酸などの天然高分子が用いられている。更に、ポリカチオン性物質とポリアニオン性物質からなるポリイオンコンプレックス材料は、水系で容易に調製できて、得られる担体は水に不溶であることから、これらの担体物質として、従来から様々な提案がなされている(特開平6−100468号公報、特開平7−33682号公報、特開平11−130697号公報、特開2002−638号公報等)。   Many of these microcapsules use natural polymers such as gelatin, agarose and alginic acid. Furthermore, since polyion complex materials composed of polycationic substances and polyanionic substances can be easily prepared in an aqueous system and the resulting carrier is insoluble in water, various proposals have conventionally been made as these carrier substances. (Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-100468, 7-33682, 11-1130697, 2002-638, etc.).

例えば、天然物であるヒアルロン酸やコンドロイチン、キチン、キトサン、アルギン酸ナトリウム、ペクチン、デキストラン等の多糖類、及びカルボキシメチルセルロース等の多等類誘導体、またゼラチンやポリアミノ酸及びポリペプチド及びタンパク質、さらにはポリアクリル酸等の合成高分子を利用したポリイオンコンプレックスがある。   For example, natural products such as hyaluronic acid, chondroitin, chitin, chitosan, sodium alginate, pectin, dextran, etc., and other derivatives such as carboxymethylcellulose, gelatin, polyamino acids and polypeptides and proteins, There are polyion complexes using synthetic polymers such as acrylic acid.

しかし、合成高分子は、分子内でのカチオン性基或いはアニオン性基のコントロールが可能で、様々な物性のポリイオンコンプレックスを調製し易い反面、生分解性や生体親和性に乏しく、適用範囲が限定される。   However, the synthetic polymer can control the cationic group or anionic group in the molecule, and it is easy to prepare polyion complexes with various physical properties, but it is poor in biodegradability and biocompatibility, and its application range is limited. Is done.

また、生分解性や、生体親和性に優れる天然材料も、タンパク質材料にはヒトや動物由来のウイルス感染の危険性があり、天然多糖類では、天然物故にカチオン性、或いはアニオン性の官能基のコントロールができず、多様な要求物性に対応するポリイオンコンプレックスを形成することが難しいという欠点を有する。   In addition, natural materials with excellent biodegradability and biocompatibility, protein materials have the risk of viral infections derived from humans and animals, and natural polysaccharides have cationic or anionic functional groups due to natural products. Cannot be controlled, and it is difficult to form a polyion complex corresponding to various required physical properties.

さらに、カルボキシメチルセルロース等の従来の多糖類誘導体では、置換度のコントロールはできるが、分子内、或いは分子間での置換基分布はバラバラであり、生体内での分解や代謝の機序が明確ではないという問題点を有していた。   Furthermore, with conventional polysaccharide derivatives such as carboxymethylcellulose, the degree of substitution can be controlled, but the distribution of substituents within the molecule or between molecules is disjoint, and the mechanism of degradation and metabolism in vivo is not clear. Had the problem of not.

同時に、従来の天然資源をアニオン性ポリマーに用いて形成させるポリイオンコンプレックスは、アニオン性ポリマーの不均一な構造や高分子量、および、水溶液の高粘性に由来するゲル化のために、緻密なポリイオンコンプレックスを形成させ、各種作用物質を内包することは出来なかった。   At the same time, the polyion complex formed by using conventional natural resources for the anionic polymer is a dense polyion complex due to the non-uniform structure and high molecular weight of the anionic polymer and gelation derived from the high viscosity of the aqueous solution. It was not possible to encapsulate various active substances.

特開平6−100468号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-100468 特開平7−33682号公報JP 7-33682 A 特開平11−130697号公報JP-A-11-130697 特開2002−638号公報JP 2002-638 A

本発明の課題は、生分解性、生体親和性に優れ、化学構造が明確な構成単糖よりなる多糖類材料から形成されたポリイオンコンプレックスに、各種作用物質を担持させた複合成形体および複合成形体による各種作用物質の固定化方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a composite molded article in which various active substances are supported on a polyion complex formed from a polysaccharide material composed of monosaccharides having excellent biodegradability and biocompatibility and a clear chemical structure, and composite molding The object is to provide a method for immobilizing various active substances by the body.

さらに、本発明の課題は、均一な構造を有する直鎖状の多糖類由来のアニオン性ポリマーを用いることにより、緻密な構造のポリイオンコンプレックス複合膜を形成させて内包物を固定するとともに、水や塩などの低分子物の出入りが自由である半透膜的なカプセルおよびこれを利用した固定化方法を提供することにある。   Furthermore, an object of the present invention is to use a linear polysaccharide-derived anionic polymer having a uniform structure, thereby forming a dense polyion complex composite membrane to fix the inclusion, It is an object to provide a semipermeable membrane-like capsule in which a low-molecular substance such as a salt can freely enter and exit and an immobilization method using the capsule.

請求項1に記載の発明は、アニオン性ポリマーとカチオン性ポリマーとを含有する複合成形体の製造方法であって、該アニオン性ポリマーがセルロース、デンプン、キチンのいずれかの多糖類の酸化により得られたアニオン性ポリマーであり、該アニオン性ポリマーの水溶液に、該カチオン性ポリマーの水溶液を加えることにより形成することを特徴とする複合成形体の製造方法である。   The invention according to claim 1 is a method for producing a composite molded article containing an anionic polymer and a cationic polymer, wherein the anionic polymer is obtained by oxidation of a polysaccharide of cellulose, starch, or chitin. A method for producing a composite molded body, wherein the anionic polymer is formed by adding an aqueous solution of the cationic polymer to an aqueous solution of the anionic polymer.

請求項2に記載の発明は、前記アニオン性ポリマーが、水に溶解又は分散させた多糖類を水系で、N―オキシル化合物の触媒の存在下、酸化剤を用いて酸化する方法により得られ、かつ、天然多糖類のピラノース環中6位の1級水酸基を選択的に酸化されてなるポリウロン酸またはその塩類であることを特徴とする請求項1に記載の複合成形体の製造方法である。 The invention according to claim 2 is obtained by a method in which the anionic polymer is obtained by oxidizing a polysaccharide dissolved or dispersed in water in an aqueous system using an oxidizing agent in the presence of a catalyst of an N-oxyl compound, The method for producing a composite molded article according to claim 1, which is polyuronic acid or a salt thereof obtained by selectively oxidizing the primary hydroxyl group at the 6-position in the pyranose ring of a natural polysaccharide.

請求項3に記載の発明は、前記アニオン性ポリマーが、セルロースを酸化したポリウロン酸からなることを特徴とする請求項1乃至請求項2のいずれかに記載の複合成形体の製造方法である。   Invention of Claim 3 is a manufacturing method of the composite molded object in any one of Claim 1 thru | or 2, The said anionic polymer consists of polyuronic acid which oxidized the cellulose.

請求項4に記載の発明は、前記カチオン性ポリマーが、キトサン、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミンおよびこれらの誘導体、ポリマーのカチオン化誘導体、多糖類のカチオン化誘導体からなることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の複合成形体の製造方法である。 According to a fourth aspect of the invention, the cationic polymer is chitosan, polyallylamine, claim 1, polyethyleneimine and derivatives thereof, cationic derivatives of Po Rimmer, characterized in that it consists of cationic derivatives of polysaccharides It is a manufacturing method of the composite molded object in any one of thru | or 3 .

請求項5に記載の発明は、記カチオン性ポリマーが、キトサンであり、該キトサンのN−アセチルグルコサミンに対するグルコサミンの比が、90%以上100%以下の範囲にあることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の複合成形体の製造方法である。 Claim The invention according to claim 5, before Symbol cationic polymer is a chitosan, the ratio of glucosamine for N- acetylglucosamine of the chitosan, characterized in that in the range of 100% or less than 90% It is a manufacturing method of the composite molded object in any one of Claim 1 thru | or 3.

請求項6に記載の発明は、前記アニオン性ポリマーの水溶液に、前記カチオン性ポリマーの水溶液を加えたあとにpH調整をしないことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の複合成形体の製造方法である。   The invention described in claim 6 is characterized in that pH adjustment is not performed after the aqueous solution of the cationic polymer is added to the aqueous solution of the anionic polymer. It is a manufacturing method of a composite molded object.

請求項7に記載の発明は、前記の複合成形体がカプセル形状であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の複合成形体の製造方法である。   The invention according to claim 7 is the method for producing a composite molded body according to any one of claims 1 to 6, wherein the composite molded body has a capsule shape.

請求項8に記載の発明は、前記複合成形体内に作用物質を内包し、該作用物質が微生物、細胞、酵素、核酸、蛋白質、磁性体、触媒、顔料、および、染料であることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の複合成形体の製造方法である。   The invention according to claim 8 is characterized in that an active substance is included in the composite molded body, and the active substance is a microorganism, a cell, an enzyme, a nucleic acid, a protein, a magnetic substance, a catalyst, a pigment, and a dye. A method for producing a composite molded body according to any one of claims 1 to 7.

本発明の製造方法により得られた複合成形体は、化学構造が制御されたウロン酸構造を有する天然多糖類由来のアニオン性ポリマーと、各種カチオン性ポリマーからなるため、容易に生分解でき、また、生体親和性および生体に対する安全性を高めることが可能となった。   The composite molded body obtained by the production method of the present invention is composed of an anionic polymer derived from a natural polysaccharide having a uronic acid structure with a controlled chemical structure and various cationic polymers. It has become possible to improve biocompatibility and safety for the living body.

また、複合体をカプセル化し各種作用物質を内包することを特徴としており、水や塩などの低分子物の出入りが自由な半透膜的性質を持つことから、本発明の製造方法により得られた複合成形体は、医療用材料、農薬、食品、化粧品様々な用途に利用できる。   In addition, it is characterized by encapsulating the complex and encapsulating various active substances, and has a semipermeable membrane property that allows free entry and exit of low molecular weight substances such as water and salt. The composite molded body can be used for various uses for medical materials, agricultural chemicals, foods, and cosmetics.

また、本発明の製造方法により得られた複合成形体は、微生物、酵素、核酸、蛋白質、磁性体、触媒、顔料、染料等を複合体に内包し固定化、徐放、安定化することが可能となった。   In addition, the composite molded product obtained by the production method of the present invention can be immobilized, sustained-released and stabilized by encapsulating microorganisms, enzymes, nucleic acids, proteins, magnetic materials, catalysts, pigments, dyes, etc. in the composite. It has become possible.

また、本発明の製造方法により、酸性多糖として、構造が明確な直鎖状のポリウロン酸を用いることで、緻密な複合体を形成することが可能となった。   In addition, the production method of the present invention makes it possible to form a dense complex by using linear polyuronic acid having a clear structure as the acidic polysaccharide.

また、本発明の製造方法により得られた複合成形体は、複合体の半透膜的性質、分子量をコントロールして、徐放性を変化させることが可能となった。   In addition, the composite molded product obtained by the production method of the present invention can change the sustained release property by controlling the semipermeable membrane property and molecular weight of the composite.

本発明の複合成形体は、アニオン性ポリマーとカチオン性ポリマーとのポリイオンコンプレックスである。   The composite molded article of the present invention is a polyion complex of an anionic polymer and a cationic polymer.

本発明の複合成形体において、アニオン性ポリマーとしては、(ア)β−1,4−グルコピラノースのホモポリマーであるセルロースを酸化し、そのピラノース環の6位に選択的にカルボキシル基を導入したβ−1,4−ポリグルクロン酸を基本骨格とするポリウロン酸、(イ)途中分岐はあるもののα−1,4−グルコピラノースが連なった澱粉を酸化して得られるα−1,4−ポリグルクロン酸を基本骨格とするポリウロン酸、(ウ)β−1,4−N−アセチルグルコサミン及び一部β−1,4−グルコサミンが連なるキチンを酸化して得られるβ−1,4−ポリN−アセチルグルコサミヌロン酸を基本骨格とするポリウロン酸等を用いることができる。   In the composite molded body of the present invention, as the anionic polymer, (a) cellulose which is a homopolymer of β-1,4-glucopyranose is oxidized, and a carboxyl group is selectively introduced into the 6-position of the pyranose ring. Polyuronic acid having β-1,4-polyglucuronic acid as a basic skeleton, (b) α-1,4-poly obtained by oxidizing starch with continuous α-1,4-glucopyranose, although there is branching in the middle Polyuronic acid having glucuronic acid as a basic skeleton, (U) β-1,4-N-acetylglucosamine and β-1,4-polyN obtained by oxidizing chitin consisting of a part of β-1,4-glucosamine -Polyuronic acid etc. which have acetylglucosaminuronic acid as a basic skeleton can be used.

前記の選択的酸化手法としては、酸化度の制御が可能で、かつピラノース環の2位や3位を酸化することなく殆ど全てのピラノース環6位をカルボキシル基まで酸化することも可能な、水系で、N−オキシル化合物触媒の存在下、酸化剤を使って酸化する方法を用いることができる。   As the selective oxidation method, an aqueous system that can control the degree of oxidation and can oxidize almost all the 6-positions of the pyranose ring to a carboxyl group without oxidizing the 2nd or 3rd position of the pyranose ring. Thus, a method of oxidizing using an oxidizing agent in the presence of an N-oxyl compound catalyst can be used.

前記のN−オキシル化合物としては、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシル(以下TEMPOと称する)等を用いることができる。   As the N-oxyl compound, 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidine-N-oxyl (hereinafter referred to as TEMPO) or the like can be used.

また、前記の酸化剤としては、ハロゲン、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸や過ハロゲン酸又はそれらの塩、ハロゲン酸化物、窒素酸化物、過酸化物など、目的の酸化反応を推進し得る酸化剤であれば、いずれの酸化剤も用いることができる。   Examples of the oxidizing agent include halogens, hypohalous acids, halous acids, perhalogen acids or salts thereof, oxides that can promote the target oxidation reaction, such as halogen oxides, nitrogen oxides, and peroxides. Any oxidizing agent can be used as long as it is an agent.

また、臭化物やヨウ化物の共存下で酸化を行うと、温和な条件下でも酸化反応を円滑に進行させ、カルボキシル基の導入効率を大きく改善することができる。   In addition, when oxidation is performed in the presence of bromide or iodide, the oxidation reaction can proceed smoothly even under mild conditions, and the introduction efficiency of carboxyl groups can be greatly improved.

また、N−オキシル化合物としては、TEMPOを用い、臭化ナトリウムの存在下、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いて行うのが特に好ましい。   Further, it is particularly preferable to use TEMPO as the N-oxyl compound and sodium hypochlorite as an oxidizing agent in the presence of sodium bromide.

ここで、N−オキシル化合物は触媒としての量で済み、例えば、多糖類の構成単糖のモル数に対し、10ppm〜5%あれば充分であるが、0.05%〜3%が好ましく、また臭化物またはヨウ化物の使用量は、酸化反応を促進できる範囲で選択でき、例えば、多糖類の構成単糖のモル数に対し0〜100%、より好ましくは1〜50%である。   Here, the N-oxyl compound may be used in an amount as a catalyst, for example, 10 ppm to 5% is sufficient relative to the number of moles of the constituent monosaccharide of the polysaccharide, but 0.05% to 3% is preferable. Moreover, the usage-amount of a bromide or iodide can be selected in the range which can accelerate | stimulate an oxidation reaction, for example, is 0-100% with respect to the number of moles of the constituent monosaccharide of a polysaccharide, More preferably, it is 1-50%.

また、構成単糖の1級水酸基への酸化の選択性を上げ、副反応を抑える目的で、反応温度は室温以下、より好ましくは系内を5℃以下で反応させることが望ましい。さらに、反応中は系内をアルカリ性に保つことが好ましい。この時のpHは9〜12、より好ましくはpH10〜11に保つとよい。   Further, for the purpose of increasing the selectivity of oxidation of the constituent monosaccharides to primary hydroxyl groups and suppressing side reactions, the reaction temperature is desirably room temperature or lower, more preferably 5 ° C. or lower. Furthermore, it is preferable to keep the inside of the system alkaline during the reaction. The pH at this time may be kept at 9 to 12, more preferably pH 10 to 11.

また、この酸化方法は、酸化剤の量およびpHを一定に保つ際に添加されるアルカリの量により酸化度を制御することができる。例えば、アルカリが糖残基と等モル量添加されれば、ほぼ全てのピラノース環6位の一級水酸基がカルボキシル基にまで酸化され、水溶性のポリウロン酸が得られる。   In this oxidation method, the degree of oxidation can be controlled by the amount of the oxidant and the amount of alkali added when the pH is kept constant. For example, when an alkali is added in an equimolar amount with a sugar residue, almost all primary hydroxyl groups at the 6-position of the pyranose ring are oxidized to carboxyl groups, and water-soluble polyuronic acid is obtained.

この酸化反応の原料多糖類としては、でんぷんやプルラン、ヒアルロン酸なのどの水溶性多糖類、さらに水不溶のセルロースやキチン等を用いることができる。   As the raw material polysaccharide for this oxidation reaction, water-soluble polysaccharides such as starch, pullulan and hyaluronic acid, water-insoluble cellulose, chitin and the like can be used.

セルロースやキチンなど結晶性の高い多糖類を原料とする場合は、前処理として結晶性を低下させる再生処理を行うことが好ましい。   When a highly crystalline polysaccharide such as cellulose or chitin is used as a raw material, it is preferable to perform a regeneration treatment for reducing the crystallinity as a pretreatment.

セルロースの再生処理としては、キュプラアンモニウム法、ビスコース法等の公知の再生処理法を利用できる。   As the regeneration treatment of cellulose, a known regeneration treatment method such as a cupra ammonium method or a viscose method can be used.

また、キチンの再生処理としては、例えばアルカリ再生処理が挙げられる。キチンを高濃度のアルカリに浸漬後、氷を加えながら低温下で希釈していくことにより、粘調な液体となる。ここに塩酸を加えて中和すると、フレーク状のキチンが析出するが、ほぼ非晶質化したキチンが得られ、これを充分に水洗して乾燥させずに上記酸化反応に供することにより、分子量低下を極力抑え、ほぼ全てのピラノース環6位の一級水酸基のみカルボキシル基にまで酸化することができる。   Moreover, as a regeneration process of chitin, an alkali regeneration process is mentioned, for example. After dipping chitin in a high-concentration alkali, it becomes a viscous liquid by diluting under low temperature while adding ice. When hydrochloric acid is added thereto for neutralization, flake-like chitin precipitates, but an almost amorphous chitin is obtained, which is subjected to the above oxidation reaction without being sufficiently washed with water and dried to obtain a molecular weight. The decrease is suppressed as much as possible, and almost all primary hydroxyl groups at the 6-position of the pyranose ring can be oxidized to carboxyl groups.

また、或いは、キチンの脱アセチル化物であるキトサンを原料に、均一反応下でN−アセチル化した材料を前記酸化反応に供してもよい。   Alternatively, a chitosan that is a deacetylated product of chitin may be used as a raw material, and a material N-acetylated under a uniform reaction may be subjected to the oxidation reaction.

例えば、キトサンを酢酸に溶解し、メタノールで希釈後、キトサン中のアミノ基量に対して1.5〜3倍モル量の無水酢酸を添加することで、容易にN−アセチル化して、再びキチンの化学構造に戻すことができる。   For example, after dissolving chitosan in acetic acid and diluting with methanol, it is easily N-acetylated by adding 1.5 to 3 times the molar amount of acetic anhydride relative to the amount of amino groups in the chitosan, and again chitin The chemical structure can be restored.

この操作を経て、充分に水洗した生成物を乾燥させずに、或いは凍結乾燥して、前記酸化反応に供することにより、アルカリ再生キチン同様に6位の1級水酸基のみ選択性高く酸化される。   Through this operation, the product washed sufficiently with water is subjected to the oxidation reaction without drying or freeze-drying, whereby only the primary hydroxyl group at the 6-position is oxidized with high selectivity as in the case of alkali-regenerated chitin.

さらにこの場合、無水酢酸の添加量により酸化原料のN−アセチル化度をコントロールすることも可能である。   Furthermore, in this case, it is also possible to control the degree of N-acetylation of the oxidation raw material by the amount of acetic anhydride added.

ここで、再生セルロースを前記酸化手法により酸化してD−グルコースの6位にカルボキシル基を導入した、β−1,4−グルコピラノース及びβ−1,4−グルクロン酸を構成単糖とするポリウロン酸をセロウロン酸と呼ぶことにする。   Here, polyuron containing β-1,4-glucopyranose and β-1,4-glucuronic acid as constituent monosaccharides, in which regenerated cellulose is oxidized by the above oxidation method and a carboxyl group is introduced at the 6-position of D-glucose. The acid will be called celouronic acid.

また、でんぷんを酸化してD−グルコースの6位にカルボキシル基を導入した、α−1,4−グルコピラノース及びα−1,4−グルクロン酸を構成単糖とするポリウロン酸をアミロウロン酸と呼ぶことにする。   Polyuronic acid containing α-1,4-glucopyranose and α-1,4-glucuronic acid, which is obtained by oxidizing starch and introducing a carboxyl group at the 6-position of D-glucose, is called amylouronic acid. I will decide.

また、キチンを酸化したβ−1,4−N−アセチルグルコサミヌロン酸を構成単糖とするポリウロン酸をキトウロン酸と呼ぶことにする。   In addition, polyuronic acid having β-1,4-N-acetylglucosaminouronic acid obtained by oxidizing chitin as a constituent monosaccharide is called chitouronic acid.

これらのポリウロン酸の6位カルボキシル基は、ナトリウムやカルシウム塩など塩で存在する方が安定であり、特にナトリウム塩など1価の塩は水溶性が高い。   The 6-position carboxyl group of these polyuronic acids is more stable when present in a salt such as sodium or calcium salt, and monovalent salts such as sodium salt are particularly highly water-soluble.

また、これらの合成ポリウロン酸の水溶液に塩酸などの酸を添加するか、イオン交換樹脂で処理することにより、脱塩したCOOH型の合成ポリウロン酸を得ることができる。   Further, desalted COOH-type synthetic polyuronic acid can be obtained by adding an acid such as hydrochloric acid to an aqueous solution of these synthetic polyuronic acids or treating with an ion exchange resin.

特に、前記したキトウロン酸やアミロウロン酸は、COOH型でも水溶性を示し、pH1〜14の広いpH域で高い水溶性を示す。   In particular, the chitouronic acid and amylouronic acid described above are water-soluble even in the COOH type, and are highly water-soluble in a wide pH range of pH 1-14.

さらに、本発明の複合成形体において、前記のポリウロン酸を単一でアニオン性ポリマーとして用いることも可能であるが、数種のポリウロン酸を混合して用いても構わない。   Furthermore, in the composite molded body of the present invention, the above polyuronic acid can be used as a single anionic polymer, but several types of polyuronic acid may be mixed and used.

例えば、キトウロン酸単体を酸性多糖として、キトサンをカチオン性塩ポリマーとしてポリイオンコンプレックスを形成させた複合成形体は、リゾチームの作用により容易に分解するが、キトウロン酸とアミロウロン酸やセロウロン酸を混合して、ポリイオンコンプレックスを形成すると、リゾチームに対する耐性が上がることで生体内での分解速度が遅くなり、生体内外での残存期間をコントロールすることも可能である。   For example, a composite molded body in which a polyion complex is formed by using chitouronic acid alone as an acidic polysaccharide and chitosan as a cationic salt polymer is easily decomposed by the action of lysozyme. When a polyion complex is formed, the resistance to lysozyme increases, so that the degradation rate in vivo is slowed, and the remaining period in and outside the organism can be controlled.

以上のように、本発明の複合成形体に用いられるアニオン性ポリマーは、アルギン酸、ペクチン、ヒアルロン酸などの天然のポリウロン酸類とは異なり、構造が明確、均一なポリウロン酸であり、分岐もなく、リニアなホモポリマーに近いことから、より均一なポリイオンコンプレックスを形成し易いという特徴を有する。   As described above, the anionic polymer used in the composite molded body of the present invention is different from natural polyuronic acids such as alginic acid, pectin, and hyaluronic acid, has a clear structure, is a uniform polyuronic acid, has no branching, Since it is close to a linear homopolymer, it has a feature that it is easy to form a more uniform polyion complex.

さらに、これらのポリウロン酸は水溶性が高く、特にpH1〜14の広いpH領域で水溶性であること、その水溶液の粘度は他のポリマーと比較しても低いことから、複合成形化する際、ゲル化などを起こし難く、カプセルの外殻複合膜の緻密化が行える。   Furthermore, these polyuronic acids are highly water-soluble, especially water-soluble in a wide pH range of pH 1 to 14, and the viscosity of the aqueous solution is low compared to other polymers. It is difficult to cause gelation, and the capsule outer shell composite membrane can be densified.

次に、本発明の複合成形体のカチオン性ポリマーについて説明する。   Next, the cationic polymer of the composite molded body of the present invention will be described.

本発明の複合成形体のカチオン性ポリマーは、本発明のアニオン性ポリマーとポリイオンコンプレックスを成形するものであれば、特に限定されないが、キトサン、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミンおよびこれらの誘導体、各種ポリマーのカチオン化誘導体、カチオン化澱粉などの各種多糖類のカチオン化誘導体の1種類または2種類以上を選択することができる。   The cationic polymer of the composite molded body of the present invention is not particularly limited as long as it forms the anionic polymer of the present invention and a polyion complex, but chitosan, polyallylamine, polyethyleneimine and derivatives thereof, and cations of various polymers One kind or two or more kinds of cationized derivatives of various polysaccharides such as cationized derivatives and cationized starches can be selected.

特に、キトサンや、各種多糖類のカチオン化誘導体を用いた場合、生成する複合成形体は全て多糖類由来の物となり、生分解性、生体適合性などに極めて優れ、また、糖構造に由来する高機能化を付与させる可能性も持ち、より好ましい。   In particular, when chitosan or cationized derivatives of various polysaccharides are used, all the composite molded products produced are derived from polysaccharides, which are extremely excellent in biodegradability, biocompatibility, etc., and are derived from sugar structures. There is also a possibility of imparting high functionality, which is more preferable.

特にキトサンは、本発明のアニオン性ポリマーと構造が類似しており、アニオン性基の間隔に対するカチオン性基の間隔や大きさがほぼ等しく、ポリイオンコンプレックスや複合成形体を形成したときに複合膜の緻密化が行え、より好ましい。   In particular, chitosan is similar in structure to the anionic polymer of the present invention, and the spacing and size of the cationic groups are almost equal to the spacing of the anionic groups, and the composite membrane is formed when a polyion complex or a composite molded body is formed. Densification can be performed, which is more preferable.

本発明の複合成形体のカチオン性ポリマーとしてキトサンを用いる場合は、一般的なキトサンが適用可能であり、原料や精製方法、重合度等については特に限定されるものではない。   When chitosan is used as the cationic polymer of the composite molded article of the present invention, general chitosan is applicable, and the raw material, purification method, degree of polymerization and the like are not particularly limited.

しかし、ゲル化を防ぐ、複合膜形成の作業性を考えると、重量平均分子量が1×10から2×10の範囲にあるキトサンが好ましく用いられる。 However, considering the workability of forming a composite film that prevents gelation, chitosan having a weight average molecular weight in the range of 1 × 10 4 to 2 × 10 6 is preferably used.

また、構成単糖中のグルコサミンとN−アセチルグルコサミンの比率も特に限定されるも
のではないが、水或いは酸に対する溶解性の点から、40:60〜100:0の範囲であ
ることが好ましい。
The ratio of glucosamine and N-acetylglucosamine in the constituent monosaccharide is not particularly limited, but is preferably in the range of 40:60 to 100: 0 from the viewpoint of solubility in water or acid.

しかし、複合膜の緻密化を行うという目的には、本発明のポリウロン酸の構造と最も近い、グルコサミンの比率の高い、いわゆる高脱アセチル化キトサンが好ましく用いられる。   However, for the purpose of densifying the composite membrane, so-called highly deacetylated chitosan having a high ratio of glucosamine that is closest to the structure of the polyuronic acid of the present invention is preferably used.

このキトサンのグルコサミンとN−アセチルグルコサミンの比率は、一般に脱アセチル化度、或いは、N−アセチル化度(N−アセチル化度(%))=100%−(脱アセチル化度(%))として示されるが、元素分析や、コロイド滴定、KBr錠剤法による赤外分光法(IR)、或いは、酸性溶液に溶解して核磁気共鳴分光法(NMR)などにより求めることができる。   The ratio of glucosamine and N-acetylglucosamine in this chitosan is generally expressed as deacetylation degree or N-acetylation degree (N-acetylation degree (%)) = 100%-(deacetylation degree (%)). As shown, it can be determined by elemental analysis, colloid titration, infrared spectroscopy (IR) by the KBr tablet method, or nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) dissolved in an acidic solution.

本発明の複合成形体のアニオン性ポリマーとカチオン性ポリマーの配合比としては、特に限定されるものではないが、一般的にアニオン性とカチオン性の価数がおよそ1対1でイオン結合し、ポリイオンコンプレックスが形成する。   The compounding ratio of the anionic polymer and the cationic polymer of the composite molded body of the present invention is not particularly limited, but in general, the anionic and cationic valences are ion-bonded at about 1: 1, A polyion complex is formed.

しかし、各々のポリマーの構造、特にイオン性基の間隔、固形分濃度や対イオンの種類、pHなどにより、複合成形体中の配合比が若干異なり、複合成形体の物性は大きく変わってくる。   However, the compounding ratio in the composite molded body is slightly different depending on the structure of each polymer, particularly the interval between ionic groups, the solid content concentration, the type of counterion, pH, etc., and the physical properties of the composite molded body vary greatly.

そのため、要求される物性を満たす範囲内において、任意に設定することができる。   Therefore, it can be set arbitrarily within a range that satisfies the required physical properties.

さらに本発明の複合成形体の形状は、ゲル状、シート状、パウダー状、或いはカプセル状をとることができる。   Furthermore, the shape of the composite molded body of the present invention can be a gel, a sheet, a powder, or a capsule.

様々な作用物質を内包し、固定化あるいは徐放などを、行う用途に合わせて任意に選択できる。   Various active substances can be encapsulated, and immobilization or sustained release can be arbitrarily selected according to the intended use.

特にカプセル化により各種作用物質の固定化などを行う場合、その大きさは数nmから数cmのオーダーでも、複合被膜を形成でき、内包物を安定化することが可能である。   In particular, when various active substances are immobilized by encapsulation, a composite coating can be formed even when the size is on the order of several nanometers to several centimeters, and the inclusions can be stabilized.

これにより、内包物を外的影響から保護したり、その影響を低減することができる。   Thereby, an inclusion can be protected from an external influence or the influence can be reduced.

また、これらのカプセルはこのまま作用物質として使用可能であるが、各種溶媒に分散させたり、繊維や不織布、紙、シート、フィルム、ガラスや金属などに混入或いはコーティングして使用することもできる。   These capsules can be used as active substances as they are, but can also be used by dispersing in various solvents, mixing or coating fibers, nonwoven fabrics, paper, sheets, films, glass, metals, and the like.

複合成形体中に内包させる各種作用物質としては、微生物、細胞、酵素、核酸、蛋白質、磁性体、触媒、顔料、染料、種子、卵、樹脂、油脂、溶媒などが挙げられ、固定化、安定化、保護、徐放などを行うことができる。   Various active substances to be encapsulated in the composite molded body include microorganisms, cells, enzymes, nucleic acids, proteins, magnetic substances, catalysts, pigments, dyes, seeds, eggs, resins, oils and fats, solvents, etc. , Protection, sustained release, etc. can be performed.

また、本発明の複合成形体は、少なくとも1種類以上の架橋剤などの添加剤を含んでいてもよい。   Moreover, the composite molded body of the present invention may contain at least one kind of additive such as a crosslinking agent.

特に、前述のアニオン性ポリマーに存在するアルデヒドやカルボキシル基、カチオン性ポリマーのアミノ基、イミド基など、比較的反応性の高い官能基を数多く持っている為、効率よく改質することが可能である。   In particular, it has many relatively reactive functional groups such as aldehydes and carboxyl groups present in the aforementioned anionic polymers, amino groups and imide groups of cationic polymers, and can be modified efficiently. is there.

引き続き本発明の複合成形体の製造方法について説明する。   Next, a method for producing the composite molded body of the present invention will be described.

本発明の複合成形体は、アニオン性ポリマーとカチオン性ポリマーの複合系からなる。   The composite molded body of the present invention comprises a composite system of an anionic polymer and a cationic polymer.

最も機能的、かつ強固な緻密膜を形成させるにはポリイオンコンプレックスを形成させるのが効率的である。   In order to form the most functional and strong dense film, it is efficient to form a polyion complex.

両ポリマーが溶解している水溶液に対しpH調整を行い、最もポリイオンコンプレックスの形成し易いpH領域にすることで、ポリイオンコンプレックスを形成させる手法も挙げられる。   A method of forming a polyion complex by adjusting the pH of an aqueous solution in which both polymers are dissolved to a pH range where the polyion complex is most easily formed is also mentioned.

この手法では、混合水溶液からpHを調整し、水中に析出したポリイオンコンプレクッスを成形して、カプセル状、フレーク状、塊状、糸状、或いはシート状のポリイオンコンプレックスとする手法も可能である。   In this method, it is also possible to adjust the pH from the mixed aqueous solution and form a polyion complex precipitated in water to form a capsule, flake, lump, thread, or sheet polyion complex.

また、或いは、ポリイオンコンプレックスはイオン化したアニオン性ポリマーおよびカチオン性ポリマーを接触させることにより、形成させることができる。   Alternatively, the polyion complex can be formed by contacting an ionized anionic polymer and a cationic polymer.

例えば、各ポリマーの水溶液を混合し、接触させると同時にポリイオンコンプレックス形成と成形を同時に行うことも可能である。   For example, an aqueous solution of each polymer can be mixed and brought into contact, and at the same time, polyion complex formation and molding can be performed simultaneously.

最も単純な方法としては、例えば、アニオン性のポリマー水溶液にカチオン性のポリマー水溶液を滴下することにより、ポリイオンコンプレックスのカプセルが形成される。滴下の順は逆でもよい。   As the simplest method, for example, a capsule of a polyion complex is formed by dropping a cationic polymer aqueous solution into an anionic polymer aqueous solution. The order of dripping may be reversed.

特に、カプセル形成の方法と作用物質を内包させる手法については、その用途や構造に応じて各種の手法を選択できる。   In particular, regarding the capsule formation method and the method of encapsulating the active substance, various methods can be selected according to the use and structure.

ここで、内包とは、表層を含む複合膜内、カプセル内に取り込まれていることを意味し、内包物が複合成形体の外に飛び出た構造を持っていても構わない。   Here, the inclusion means that the inclusion is taken into the composite film including the surface layer or the capsule, and the inclusion may have a structure that protrudes out of the composite molded body.

内包物は、アニオン性ポリマー、カチオン性ポリマーのいずれか、或いは両方に分散或いは溶解させておき、単純なコアセルベーション法、二次エマルション法などの手法を用いてカプセル化される。   The inclusion is dispersed or dissolved in one or both of an anionic polymer and a cationic polymer, and is encapsulated using a method such as a simple coacervation method or a secondary emulsion method.

このカプセル化に関しては、各装置や溶液の構成、撹拌、温度など様々の条件により、形状や、大きさ、外壁の膜厚、粒度分布、カプセルの物性などがコントロールできる。   With regard to this encapsulation, the shape, size, outer wall thickness, particle size distribution, capsule physical properties, etc. can be controlled by various conditions such as the configuration of each device and solution, stirring, and temperature.

まず実施例、比較例に用いる原料となる酸性多糖、塩基性多糖の製造例について説明する。   First, production examples of acidic polysaccharides and basic polysaccharides as raw materials used in Examples and Comparative Examples will be described.

<製造例1>
(N−アセチル化キトサンの調製(1))
脱アセチル化度100%のキトサンとして、大日精化工業(株)製ダイキトサン100D(VL)を用い、このキトサン10gを10%酢酸190gに溶解し、メタノール1Lで希釈し、攪拌しながら無水酢酸12.68g(2eq.)を加えると、数分でゲル化した。
<Production Example 1>
(Preparation of N-acetylated chitosan (1))
Daiichi Seika Kogyo Co., Ltd. Daichitosan 100D (VL) was used as 100% deacetylated chitosan. 10 g of this chitosan was dissolved in 190 g of 10% acetic acid, diluted with 1 L of methanol, and acetic anhydride with stirring. When 12.68 g (2 eq.) Was added, it gelled in a few minutes.

これを15時間放置後、さらにメタノール1Lを加えてホモジナイザーで攪拌し、2N−NaOH水溶液を加えてpH7に中和し、これを濾過して、メタノール及び脱イオン水で十分に洗浄し、凍結乾燥させてN−アセチル化キトサン11.6gを得た。元素分析によるN−アセチル化度は95%であった。   After leaving this for 15 hours, add 1 L of methanol and stir with a homogenizer, add 2N-NaOH aqueous solution to neutralize to pH 7, filter this, wash thoroughly with methanol and deionized water, freeze-dry To obtain 11.6 g of N-acetylated chitosan. The degree of N-acetylation by elemental analysis was 95%.

<製造例2>
(N−アセチル化キトサンの調製(2))
脱アセチル化度100%のキトサンとして、大日精化工業(株)製ダイキトサン100D(VL)を用い、このキトサン10gを10%酢酸190gに溶解し、メタノール1Lで希釈し、攪拌しながら無水酢酸3.17g(0.5eq.)を加え、室温で15時間攪拌した。
<Production Example 2>
(Preparation of N-acetylated chitosan (2))
Daiichi Seika Kogyo Co., Ltd. Daichitosan 100D (VL) was used as 100% deacetylated chitosan. 10 g of this chitosan was dissolved in 190 g of 10% acetic acid, diluted with 1 L of methanol, and acetic anhydride with stirring. 3.17 g (0.5 eq.) Was added, and the mixture was stirred at room temperature for 15 hours.

ここに2N−NaOH水溶液を加えてpH7に中和すると、フレーク状のキトサンが析出し、これを濾過して、メタノール及び水:アセトン=1:7よりなる溶液で十分に洗浄した後、アセトンで脱水して、40℃で減圧乾燥させてN−アセチル化キトサン10.3gを得た。   When 2N-NaOH aqueous solution is added to neutralize to pH 7, flaky chitosan is precipitated. This is filtered, washed thoroughly with a solution of methanol and water: acetone = 1: 7, and then washed with acetone. It dehydrated and dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 10.3 g of N-acetylated chitosan.

このキトサンは水溶性を示し、1wt%の水溶液でpH8.2であった。   This chitosan was water-soluble and had a pH of 8.2 with a 1 wt% aqueous solution.

さらに酸やアルカリを加えてpHを変動させても溶解していた。   Furthermore, even if acid or alkali was added and pH was changed, it was dissolved.

塩化重水素酸重水溶液に溶解して測定した1H−NMR分析の結果から、N−アセチル化度は45%であった。   From the result of 1H-NMR analysis measured by dissolving in an aqueous deuterated chlorohydrochloride solution, the degree of N-acetylation was 45%.

<製造例3>
(キトウロン酸ナトリウム塩の調製)
前記製造例1にて調製したN−アセチル化キトサン10gを蒸留水400gに懸濁し、蒸留水100gにTEMPO0.15g、臭化ナトリウム2.0gを溶解した溶液を加え、5℃以下まで冷却した。
<Production Example 3>
(Preparation of sodium chitouronic acid salt)
10 g of N-acetylated chitosan prepared in Production Example 1 was suspended in 400 g of distilled water, a solution prepared by dissolving 0.15 g of TEMPO and 2.0 g of sodium bromide was added to 100 g of distilled water, and the mixture was cooled to 5 ° C. or lower.

ここに11%濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液84gを滴下により添加し、酸化反応を開始した。   84 g of an aqueous 11% sodium hypochlorite solution was added dropwise thereto to initiate the oxidation reaction.

反応温度は常に5℃以下に維持した。   The reaction temperature was always kept below 5 ° C.

反応中は系内のpHが低下するが、0.5N−NaOH水溶液を逐次添加し、pH10.75に調整した。   During the reaction, the pH in the system was lowered, but a 0.5 N NaOH aqueous solution was sequentially added to adjust the pH to 10.75.

そして6位の1級水酸基の全モル数に対し、100%のモル数に対応するアルカリ添加量に達した時点で、エタノールを添加し、反応を停止させ、2Lのエタノール中に反応液を投入して生成物を析出させ、水:アセトン=1:7よりなる溶液により充分洗浄した後、アセトンで脱水し、40℃で減圧乾燥させ、白い粉末状のキトウロン酸ナトリウム塩10.8gを得た。   When the amount of alkali added corresponding to 100% of the total number of moles of the primary hydroxyl group at the 6-position is reached, ethanol is added to stop the reaction, and the reaction solution is poured into 2 L of ethanol. The product was precipitated, washed thoroughly with a solution of water: acetone = 1: 7, dehydrated with acetone, and dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 10.8 g of white powdery sodium chitouronic acid salt. .

<製造例4>
(キトウロン酸カルシウム塩の調製)
和光純薬工業(株)製キチン10gを、45%水酸化ナトリウム水溶液150gに浸漬し、室温以下で2時間攪拌した。
<Production Example 4>
(Preparation of calcium chitouronic acid salt)
10 g of chitin manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was immersed in 150 g of 45% aqueous sodium hydroxide solution and stirred at room temperature or lower for 2 hours.

前記の水溶液を氷水などで冷やし、攪拌しながら砕いた氷850gを添加した。   The aqueous solution was cooled with ice water or the like, and 850 g of crushed ice was added with stirring.

このアルカリ処理によりキチンはほぼ溶解した。   Chitin was almost dissolved by this alkali treatment.

前記の水溶液を塩酸で中和し、十分に水洗した後、乾燥しないものを酸化原料とした。   The aqueous solution was neutralized with hydrochloric acid, sufficiently washed with water, and then not dried, which was used as an oxidation raw material.

この再生キチン5%濃度の懸濁液200gに、蒸留水50gにTEMPO0.08gと臭化ナトリウム1.0gを溶解した溶液を加え、5℃以下まで冷却した。   A solution prepared by dissolving 0.08 g of TEMPO and 1.0 g of sodium bromide in 50 g of distilled water was added to 200 g of this 5% regenerated chitin suspension and cooled to 5 ° C. or lower.

ここに11%濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液35gを滴下により添加し、酸化反応を開始した。   An 11% sodium hypochlorite aqueous solution (35 g) was added dropwise thereto to initiate the oxidation reaction.

反応温度は常に5℃以下に維持した。   The reaction temperature was always kept below 5 ° C.

反応中は系内のpHが低下するが、0.5N−NaOH水溶液を逐次添加し、pH10.75に調整した。   During the reaction, the pH in the system was lowered, but a 0.5 N NaOH aqueous solution was sequentially added to adjust the pH to 10.75.

そして6位の1級水酸基の全モル数に対し、100%のモル数に対応するアルカリ添加量に達した時点で、エタノールを添加し、反応を停止させた。   Then, when the alkali addition amount corresponding to 100% of the number of moles of the primary hydroxyl group at the 6-position was reached, ethanol was added to stop the reaction.

この溶液に10%塩化カルシウム水溶液150gを添加し、キトウロン酸のカルシウム塩として沈殿させた。   To this solution, 150 g of a 10% calcium chloride aqueous solution was added and precipitated as a calcium salt of chitouronic acid.

この沈殿物を水により数回洗浄し、試薬や生成した塩を除去した。   This precipitate was washed several times with water to remove reagents and generated salts.

<製造例5>
(アミロウロン酸カルシウム塩の調製)
コンスターチ10gを蒸留水400gに加熱溶解させ、冷却した。
<Production Example 5>
(Preparation of calcium amylouronate)
10 g of starch was dissolved by heating in 400 g of distilled water and cooled.

この溶液に、蒸留水100gにTEMPO0.18g、臭化ナトリウム2.5gを溶解した溶液を加え、11%濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液104gを滴下により添加し、酸化反応を開始した。   To this solution was added a solution prepared by dissolving 0.18 g of TEMPO and 2.5 g of sodium bromide in 100 g of distilled water, and 104 g of an aqueous 11% sodium hypochlorite solution was added dropwise to initiate the oxidation reaction.

反応温度は常に5℃以下に維持した。   The reaction temperature was always kept below 5 ° C.

反応中は系内のpHが低下するが、0.5N−NaOH水溶液を逐次添加し、pH10.75に調整した。   During the reaction, the pH in the system was lowered, but a 0.5 N NaOH aqueous solution was sequentially added to adjust the pH to 10.75.

そして6位の1級水酸基の全モル数に対し、100%のモル数に対応するアルカリ添加量に達した時点で、エタノールを添加し、反応を停止させ、10%の塩化カルシウム水溶液200mLを加え、沈殿したアミロウロン酸カルシウム塩を数回水洗し、乾燥させ、アミロウロン酸カルシウム塩を単離した。   When the amount of alkali added reaches 100% of the total number of moles of the primary hydroxyl group at the 6-position, ethanol is added to stop the reaction, and 200 mL of 10% aqueous calcium chloride solution is added. The precipitated calcium amylouronate was washed several times with water and dried to isolate the calcium amylouronate.

<製造例6>
(セロウロン酸ナトリウム塩の調製)
再生セルロースとして旭化成工業(株)製ベンリーゼを用い、再生セルロース10gを蒸留水400gに懸濁し、蒸留水100gにTEMPO0.18gと臭化ナトリウム2.5gを溶解した溶液を加え、5℃以下まで冷却した。
<Production Example 6>
(Preparation of sodium cellulonate)
As the regenerated cellulose, Benise manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd. is used. 10 g of regenerated cellulose is suspended in 400 g of distilled water. did.

ここに11%濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液104gを滴下により添加し、酸化反応を開始した。   To this, 104 g of an aqueous 11% sodium hypochlorite solution was added dropwise to initiate the oxidation reaction.

反応温度は常に5℃以下に維持した。   The reaction temperature was always kept below 5 ° C.

反応中は系内のpHが低下するが、0.5N−NaOH水溶液を逐次添加し、pH10.75に調整した。   During the reaction, the pH in the system was lowered, but a 0.5 N NaOH aqueous solution was sequentially added to adjust the pH to 10.75.

そして6位の1級水酸基の全モル数に対し、100%のモル数に対応するアルカリ添加量に達した時点で、エタノールを添加し、反応を停止させ、2Lのエタノール中に反応液を投入して生成物を析出させ、水:アセトン=1:7よりなる溶液により充分洗浄した後、アセトンで脱水し、40℃で減圧乾燥させ、白い粉末状の酸化度100%のセロウロン酸ナトリウム塩11.6gを得た。   When the amount of alkali added corresponding to 100% of the total number of moles of the primary hydroxyl group at the 6-position is reached, ethanol is added to stop the reaction, and the reaction solution is poured into 2 L of ethanol. Then, the product was precipitated, washed thoroughly with a solution of water: acetone = 1: 7, dehydrated with acetone, dried under reduced pressure at 40 ° C., and white powdery 100% cerulouronic acid sodium salt 11 0.6 g was obtained.

<実施例1>
次に実施例1の複合成形体について説明する。
<Example 1>
Next, the composite molded body of Example 1 will be described.

製造例2で作成したN−アセチル化キトサン2gを希塩酸溶液に溶解し、固形分濃度3%、pH1のカチオン性ポリマー水溶液とした。   2 g of N-acetylated chitosan prepared in Production Example 2 was dissolved in a dilute hydrochloric acid solution to obtain a cationic polymer aqueous solution having a solid concentration of 3% and pH 1.

このキトサン水溶液中にリパーゼ0.5gとベンゼン70mL、界面活性剤としてtween80を2g加え撹拌した。   In this chitosan aqueous solution, 0.5 g of lipase, 70 mL of benzene and 2 g of tween 80 as a surfactant were added and stirred.

製造例4で作成したキトウロン酸ナトリウム塩1gを蒸留水に溶解し、固形分濃度5%のアニオン性ポリマー水溶液とした。   1 g of chitouronic acid sodium salt prepared in Production Example 4 was dissolved in distilled water to obtain an aqueous anionic polymer solution having a solid content concentration of 5%.

この水溶液にカチオン性ポリマーのエマルジョンを撹拌しながら加え、更に攪拌を数分間続けた。   A cationic polymer emulsion was added to this aqueous solution with stirring, and stirring was continued for several minutes.

生成したカプセルを軽く水洗し1%CaCl水溶液およびアセトンで処理し、実施例1のカプセルを得た。 The produced capsule was lightly washed with water and treated with 1% aqueous CaCl 2 solution and acetone to obtain a capsule of Example 1.

<実施例2>
市販の高脱アセチル化キトサンを0.2M酢酸水溶液に溶解させ、2%キトサン水溶液100gを調製した。ここに酸化鉄(Fe)の微粉末2gを懸濁分散させた。
<Example 2>
Commercially available highly deacetylated chitosan was dissolved in 0.2 M aqueous acetic acid solution to prepare 100 g of 2% aqueous chitosan solution. Here, 2 g of fine powder of iron oxide (Fe 3 O 4 ) was suspended and dispersed.

製造例6のセロウロン酸ナトリウムを2%濃度で溶解させた水溶液中に前記キトサン/酸化鉄懸濁液を滴下し、磁性粉を内包させたカプセルを調製した。   The chitosan / iron oxide suspension was dropped into an aqueous solution in which sodium celolone of Production Example 6 was dissolved at a concentration of 2% to prepare capsules containing magnetic powder.

水中で1ヶ月保存してもカプセル中には磁性粉が含まれており、磁界に反応している様子が確認できた。   Even when stored in water for 1 month, the capsule contained magnetic powder, and it was confirmed that it was reacting to a magnetic field.

<参考例1>
市販の高脱アセチル化キトサンを0.2M酢酸水溶液に溶解させ、2%キトサン水溶液100gを調製した。
<Reference Example 1>
Commercially available highly deacetylated chitosan was dissolved in 0.2 M aqueous acetic acid solution to prepare 100 g of 2% aqueous chitosan solution.

ここにハイドロキシアパタイトの微粉末2gをホモジナイザーにより分散させた。   Here, 2 g of hydroxyapatite fine powder was dispersed by a homogenizer.

製造例6のセロウロン酸ナトリウムの2%水溶液をキトサン/ハイドロキシアパタイト混合液に加え、更に撹拌を行った。   A 2% aqueous solution of sodium celolone of Production Example 6 was added to the chitosan / hydroxyapatite mixture, and further stirred.

この含ハイドロキシアパタイトペーストをガラス基材上にコーティングすると、均一なコーティング膜が得られた。   When this hydroxyapatite paste was coated on a glass substrate, a uniform coating film was obtained.

乾燥させた膜は水中で安定であり、酸性、アルカリ性雰囲気下でも3日間は崩壊することが無かった。   The dried membrane was stable in water and did not disintegrate for 3 days even in acidic and alkaline atmospheres.

参考例1で作製したコーディング済みのガラス基材を生理食塩水中に入れた。   The coded glass substrate prepared in Reference Example 1 was placed in physiological saline.

14日後観察したところ、コーティング膜が崩壊した様子は無かった。   When observed after 14 days, the coating film did not appear to collapse.

このことより、参考例1のコーティング剤は生体材料のコーティング材料としても可能性があることが示唆された。 This suggests that the coating agent of Reference Example 1 may be used as a coating material for biomaterials.

<実施例3>
カーボンブラック顔料10g、エチレングリコール20g、グリセリン5g、界面活性剤15gを混合しポリアリルアミン(分子量100000)の10%水溶液50gに分散させた。
<Example 3>
10 g of carbon black pigment, 20 g of ethylene glycol, 5 g of glycerin and 15 g of a surfactant were mixed and dispersed in 50 g of a 10% aqueous solution of polyallylamine (molecular weight: 100,000).

更に製造例5で作成したアミロウロン酸カルシウム塩5gを水50gに分散させた懸濁液にカーボンブラック顔料を分散させたカチオン性ポリマー水溶液を撹拌しながら滴下し、実施例の顔料を内包したカプセルを得た。 Further, a cationic polymer aqueous solution in which a carbon black pigment is dispersed in a suspension in which 5 g of calcium amylouronate prepared in Production Example 5 is dispersed in 50 g of water is added dropwise with stirring, and the capsule encapsulating the pigment of Example 3 Got.

<実施例4>
市販の高脱アセチル化キトサンを0.2N−塩酸に溶解させ、2%キトサン水溶液20gを調製した。
<Example 4>
Commercially available highly deacetylated chitosan was dissolved in 0.2N hydrochloric acid to prepare 20 g of a 2% chitosan aqueous solution.

ここにヘモグロビン0.2gを加えよく撹拌し、分散させた。   Here, 0.2 g of hemoglobin was added and stirred well to disperse.

この水溶液を製造例6のセロウロン酸ナトリウムの2%水溶液に滴下撹拌し、ヘモグロビン内包カプセルを得た。   This aqueous solution was added dropwise to the 2% aqueous solution of sodium ceuronate in Production Example 6 to obtain hemoglobin-encapsulated capsules.

生成したカプセルは濾取し、バッファーにより洗浄した。   The produced capsules were collected by filtration and washed with a buffer.

このカプセル中にはヘモグロビンが内包されており、塩濃度の異なる水に投入したときカプセルの大きさが異なることから、水などの低分子量の物質の出入りがあることが確認できた。   This capsule contains hemoglobin, and the size of the capsule is different when it is poured into water with different salt concentrations, so it was confirmed that low molecular weight substances such as water entered and exited.

<比較例1>
実施例のアニオン性ポリマーを製造例6のセロウロン酸ナトリウムからアルギン酸ナトリウム(1%粘度100から150mPaS)の2%水溶液に変え、キトサン水溶液を滴下した。
<Comparative Example 1>
The anionic polymer of Example 4 was changed from sodium celouronate of Production Example 6 to a 2% aqueous solution of sodium alginate (1% viscosity 100 to 150 mPaS), and an aqueous chitosan solution was added dropwise.

しかし、キトサンとアルギン酸の複合成形体は緻密な膜を成形せず、ゲル化がおこり、カプセル化には至らなかった。   However, the composite molded body of chitosan and alginic acid did not form a dense film, gelled, and did not encapsulate.

<比較例2>
更にアルギン酸ナトリウム水溶液を0.5%濃度とし、比較例1と同様にキトサンとのカプセルを形成したが、洗浄時にカプセルが崩れてしまった。
<Comparative example 2>
Furthermore, the sodium alginate aqueous solution was adjusted to 0.5% concentration, and capsules with chitosan were formed in the same manner as in Comparative Example 1, but the capsules collapsed during washing.

本発明により、化学構造が制御されたウロン酸構造を有する天然多糖類由来のアニオン性ポリマーと、各種カチオン性ポリマーからなる複合成形体を製造することが可能となり、これらの複合成形体は容易に生分解し、生体親和性が高い。   According to the present invention, it becomes possible to produce a composite molded body comprising an anionic polymer derived from a natural polysaccharide having a uronic acid structure with a controlled chemical structure and various cationic polymers, and these composite molded bodies can be easily produced. Biodegradable and highly biocompatible.

また、カプセル化し各種作用物質を内包することを特徴としており、水や塩などの低分子物の出入りが自由な半透膜的性質を持つことから、工業用汎用用途としての利用の他、医療用材料、農薬、食品、衛生用品、化粧品等様々な用途に利用できる。   In addition, it is characterized by encapsulating and encapsulating various active substances, and has a semipermeable membrane property that allows free entry and exit of low-molecular substances such as water and salt. It can be used for various applications such as industrial materials, agricultural chemicals, foods, hygiene products, and cosmetics.

Claims (8)

アニオン性ポリマーとカチオン性ポリマーとを含有する複合成形体の製造方法であって、該アニオン性ポリマーがセルロース、デンプン、キチンのいずれかの多糖類の酸化により得られたアニオン性ポリマーであり、
該アニオン性ポリマーの水溶液に、該カチオン性ポリマーの水溶液を加えることにより形成することを特徴とする複合成形体の製造方法。
A method for producing a composite molded article comprising an anionic polymer and a cationic polymer, wherein the anionic polymer is an anionic polymer obtained by oxidation of a polysaccharide of cellulose, starch, or chitin,
A method for producing a composite molded body, comprising forming the aqueous solution of the cationic polymer by adding the aqueous solution of the cationic polymer to the aqueous solution of the anionic polymer.
前記アニオン性ポリマーが、水に溶解又は分散させた多糖類を水系で、N―オキシル化合物の触媒の存在下、酸化剤を用いて酸化する方法により得られ、かつ、天然多糖類のピラノース環中6位の1級水酸基を選択的に酸化されてなるポリウロン酸またはその塩類であることを特徴とする請求項1に記載の複合成形体の製造方法。   The anionic polymer is obtained by a method in which a polysaccharide dissolved or dispersed in water is oxidized in an aqueous system using an oxidizing agent in the presence of an N-oxyl compound catalyst, and in the pyranose ring of a natural polysaccharide The method for producing a composite molded article according to claim 1, which is polyuronic acid or a salt thereof obtained by selectively oxidizing the primary hydroxyl group at the 6-position. 前記アニオン性ポリマーが、セルロースを酸化したポリウロン酸からなることを特徴とする請求項1乃至請求項2のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The method for producing a composite molded article according to any one of claims 1 to 2, wherein the anionic polymer comprises polyuronic acid obtained by oxidizing cellulose. 前記カチオン性ポリマーが、キトサン、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミンおよびこれらの誘導体、ポリマーのカチオン化誘導体、多糖類のカチオン化誘導体からなることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。 The cationic polymer, chitosan, polyallylamine, polyethyleneimine and derivatives thereof, cationic derivatives of polymers, according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it consists of a polysaccharide cationic derivatives A method for producing a composite molded body. 前記カチオン性ポリマーが、キトサンであり、該キトサンのN−アセチルグルコサミンに対するグルコサミンの比が、90%以上100%以下の範囲にあることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The cationic polymer is chitosan, and the ratio of glucosamine to N-acetylglucosamine in the chitosan is in the range of 90% or more and 100% or less. A method for producing a composite molded article. 前記アニオン性ポリマーの水溶液に、前記カチオン性ポリマーの水溶液を加えたあとにpH調整をしないことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The method for producing a composite molded article according to any one of claims 1 to 5, wherein the pH is not adjusted after the aqueous solution of the cationic polymer is added to the aqueous solution of the anionic polymer. 前記の複合成形体がカプセル形状であることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。 The method for producing a composite molded body according to any one of claims 1 to 6 , wherein the composite molded body has a capsule shape. 前記複合成形体内に作用物質を内包し、該作用物質が微生物、細胞、酵素、核酸、蛋白質、磁性体、触媒、顔料、および、染料であることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The active substance is encapsulated in the composite molded body, and the active substance is a microorganism, a cell, an enzyme, a nucleic acid, a protein, a magnetic substance, a catalyst, a pigment, and a dye. The manufacturing method of the composite molded object in any one.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103709422A (en) * 2013-12-20 2014-04-09 华南理工大学 Preparation method of magnetic cellulose nanocrystal
GB2542224A (en) * 2015-05-20 2017-03-15 Lambson Ltd Capsules
CN116497631A (en) * 2023-05-16 2023-07-28 中山永发纸业有限公司 Low-ration corrugated paper and preparation process thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003321398A (en) * 2002-04-25 2003-11-11 Toppan Printing Co Ltd Polysaccharide complex and its production method
JP2004002586A (en) * 2002-03-26 2004-01-08 Toppan Printing Co Ltd Polysaccharide complex and method for producing the same
JP2004059618A (en) * 2002-07-25 2004-02-26 Toppan Printing Co Ltd Polysaccharide complex and its production method
JP2005023281A (en) * 2003-07-04 2005-01-27 Toppan Printing Co Ltd Polysaccharide complex

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004002586A (en) * 2002-03-26 2004-01-08 Toppan Printing Co Ltd Polysaccharide complex and method for producing the same
JP2003321398A (en) * 2002-04-25 2003-11-11 Toppan Printing Co Ltd Polysaccharide complex and its production method
JP2004059618A (en) * 2002-07-25 2004-02-26 Toppan Printing Co Ltd Polysaccharide complex and its production method
JP2005023281A (en) * 2003-07-04 2005-01-27 Toppan Printing Co Ltd Polysaccharide complex

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103709422A (en) * 2013-12-20 2014-04-09 华南理工大学 Preparation method of magnetic cellulose nanocrystal
GB2542224A (en) * 2015-05-20 2017-03-15 Lambson Ltd Capsules
CN116497631A (en) * 2023-05-16 2023-07-28 中山永发纸业有限公司 Low-ration corrugated paper and preparation process thereof
CN116497631B (en) * 2023-05-16 2023-12-08 中山永发纸业有限公司 Low-ration corrugated paper and preparation process thereof

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