JP2014101355A - 水溶性コラーゲンシート - Google Patents
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Abstract
【課題】 用時調製型の化粧品用途に適した、厚みが薄く、水に対する溶解性が高く、且つピンセットでの取り扱いに対する機械的強度の高いコラーゲンシートの提供を課題とする。
【解決手段】 塩類を含有する可溶化コラーゲン溶液を凍結乾燥し、得られる多孔質コラーゲンを圧縮することによって製造される水溶性コラーゲンシートであって、該水溶性コラーゲンシートに対し質量で30倍量の蒸留水(25℃)を噴霧したときの1分後の溶解率が95％以上であることを特徴とする水溶性コラーゲンシートである。
【選択図】 なし
【解決手段】 塩類を含有する可溶化コラーゲン溶液を凍結乾燥し、得られる多孔質コラーゲンを圧縮することによって製造される水溶性コラーゲンシートであって、該水溶性コラーゲンシートに対し質量で30倍量の蒸留水(25℃)を噴霧したときの1分後の溶解率が95％以上であることを特徴とする水溶性コラーゲンシートである。
【選択図】 なし
Description
本発明は、水溶性コラーゲンシートに関する。
コラーゲンは３重らせん構造を有するタンパク質であり、保湿性及びヒトの皮膚表皮細胞への接着性に優れるため、化粧品として広く用いられている。
コラーゲンの成形体の１つとして厚みのあるスポンジ状のものが知られており、例えば特許文献１には、創傷治癒及び止血用途を目的として、コラーゲン溶液を凍結乾燥することにより、厚さ5〜7mm、嵩密度が0.005〜0.0065g/cm3であるスポンジ状のコラーゲンを製造する方法が記載されている。
一方、シート状コラーゲン、即ち厚みが薄いコラーゲンとして、特許文献２には、密度が3〜15mg/cm3であり所定の圧縮弾性率を有し、コラーゲン分子間に共有結合を付与する架橋処理が行われていない、凍結乾燥によって得られた多孔質コラーゲンをスライスして薄膜化する技術が開示されている。
また、特許文献３には、引張り強度の高いフィルムを得るために、可溶化コラーゲンをイオン強度を有する溶液中で線維化させてコラーゲンゲルを生成させた後、該コラーゲンゲルを圧縮して液体を絞り出してより密着したマットを形成させ、次いで大気圧下において乾燥させる技術が開示されている。
特許文献１記載のスポンジ状のコラーゲンは、機械的強度が不十分なため、例えばピンセットでつまんだときに変形し易くまた場合によっては破れることがあるため、必ずしも取り扱いが良いとは言えなかった。また、厚みがあるために、保湿のために肌に局所貼付する化粧品用途には適していなかった。
また、特許文献２記載の方法でスライスして薄膜化された多孔質コラーゲンは、機械的強度が弱いため、用時調製型化粧品としての用途には不向きであった。
特許文献３に記載のコラーゲンフィルムは、線維化させているため水に対する溶解性が低く、さらに密着したマットに成形しているため、フィルム内部への水の浸透性に優れたものとは言えなかった。
本発明は、これら課題を解決するために、厚みが薄く、水に対する溶解性が高く、且つピンセットでの取り扱いに対する機械的強度の高いコラーゲンシートの提供を課題とするものである。
本発明者らは上記課題について鋭意検討した結果、塩類を含有するコラーゲン溶液を用いて、これを凍結乾燥し、得られる多孔質コラーゲンを圧縮することにより製造される水溶性コラーゲンシートによって上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
即ち、本発明は以下の通りである。
［１］塩類を含有する可溶化コラーゲン溶液を凍結乾燥し、得られる多孔質コラーゲンを圧縮することによって製造される水溶性コラーゲンシートであって、該水溶性コラーゲンシートに対し質量で30倍量の蒸留水(25℃)を噴霧したときの1分後の溶解率が95％以上であることを特徴とする水溶性コラーゲンシート。
［２］前記水溶性コラーゲンシートが、非線維化コラーゲンからなる水溶性コラーゲンシートである上記［１］記載の水溶性コラーゲンシート。
［３］前記可溶化コラーゲン溶液が水溶性の化粧料成分を含有したものである上記［１］又は［２］記載の水溶性コラーゲンシート。
［４］上記［１］〜［３］のいずれか１項記載の水溶性コラーゲンシートを用いた用時調製型の化粧品。
［５］上記［１］〜［３］のいずれか１項記載の水溶性コラーゲンシートと、水、化粧水、美容液、乳液又は化粧クリームとを、肌上で接触させることによって該水溶性コラーゲンシートを溶解させることを特徴とする水溶性コラーゲンシートの使用方法。
［１］塩類を含有する可溶化コラーゲン溶液を凍結乾燥し、得られる多孔質コラーゲンを圧縮することによって製造される水溶性コラーゲンシートであって、該水溶性コラーゲンシートに対し質量で30倍量の蒸留水(25℃)を噴霧したときの1分後の溶解率が95％以上であることを特徴とする水溶性コラーゲンシート。
［２］前記水溶性コラーゲンシートが、非線維化コラーゲンからなる水溶性コラーゲンシートである上記［１］記載の水溶性コラーゲンシート。
［３］前記可溶化コラーゲン溶液が水溶性の化粧料成分を含有したものである上記［１］又は［２］記載の水溶性コラーゲンシート。
［４］上記［１］〜［３］のいずれか１項記載の水溶性コラーゲンシートを用いた用時調製型の化粧品。
［５］上記［１］〜［３］のいずれか１項記載の水溶性コラーゲンシートと、水、化粧水、美容液、乳液又は化粧クリームとを、肌上で接触させることによって該水溶性コラーゲンシートを溶解させることを特徴とする水溶性コラーゲンシートの使用方法。
本発明の水溶性コラーゲンシートは、厚みが薄く、水に対する溶解性が高く、且つピンセットでの取り扱いに対する機械的強度が高いため、例えば、用時調製型の化粧品用途に適した材料である。
以下、本発明の水溶性コラーゲンシートについて詳細に説明する。
本発明の水溶性コラーゲンシートの製造方法は、塩類を含有する可溶化コラーゲン溶液を凍結乾燥し、得られる多孔質コラーゲンを圧縮するものである。
本発明の水溶性コラーゲンシートの製造方法は、塩類を含有する可溶化コラーゲン溶液を凍結乾燥し、得られる多孔質コラーゲンを圧縮するものである。
可溶化コラーゲン溶液とは、コラーゲンが溶解した溶液のことである。当該コラーゲンとしては、３重らせん構造を有する水溶性のコラーゲンであることが好ましい。尚、可溶化コラーゲン溶液には、一部にペプチド、アミノ酸、ゼラチン等が含まれていても構わないが、それらは極力排除されていることが好ましい。
水溶性のコラーゲンとしては、哺乳類、魚介類、鳥類、爬虫類等の生物原料のコラーゲン含有組織から公知の方法によって取得することができるものであり、例えば、[1]希酸により抽出する方法によって得られる酸可溶化コラーゲン、[2]酵素で可溶化処理する方法によって得られる酵素可溶化コラーゲン、[3]アルカリで可溶化処理する方法によって得られるアルカリ可溶化コラーゲン等が挙げられる。特に、ヒトとの共通のウイルスを有さない魚類由来のコラーゲンが好適であり、各種用途への適用性の観点から変性温度が比較的高いものが好ましく、例えばオレオクロミス属由来のコラーゲンが挙げられる。オレオクロミス属の中でも中国から東南アジアにかけて食用として主力に養殖されており入手が容易であるテラピアが特に好ましい。さらに、コラーゲンの抗原決定基であるテロペプタイドが除去されたアテロコラーゲンが好適である。コラーゲンのタイプについても特に制限は無いが、生物体内での存在量が多いＩ型が好ましい。
ここで、前記[2]の酵素可溶化コラーゲンの取得法について説明する。該取得法は、特に限定されることはなく、常法に従えばよい。例えば、特開２００６−２５７０１４号公報又は特開２０１０−１９３８０８号公報等に記載の方法を挙げることができる。取得法の一態様を鱗の例で簡単に説明すると、酸によって脱灰した鱗をペプシン等のプロテアーゼを用いて処理することによりコラーゲンをアテロ化し、必要に応じて精製処理を行うことで、酸性溶液で可溶化する酵素可溶化コラーゲンを取得することができる。精製処理には、例えば、塩析、又は、特開２０１３−１１６８７５号公報に記載のpHが7以下の活性炭を用いる方法を適用すればよい。
本発明では、可溶化コラーゲン溶液として塩類を含有するものを用いる。ここで塩類とは、可溶化コラーゲン溶液中では溶解しているが、可溶化コラーゲン溶液を常法による焼成処理に供することによって得られる灰分のことである。焼成温度は有機物から灰分を得るための一般的な温度であればよく、例えば、500〜600℃である。塩類の種類としては、例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の塩化物、リン酸塩、硫酸塩等が挙げられるが、可溶化コラーゲン溶液の製造過程で含有され溶解している塩類については特に制限は無い。尚、可溶化コラーゲン溶液中における塩類の存在形態としては、無機塩の形態だけでなく、例えば、有機酸塩やアミノ酸塩の形態も含まれると推測される。
塩類を含有していない可溶化コラーゲン溶液を用いる場合は塩類を添加してもよいが、好ましくは塩類を含有する取得方法によって得られた可溶化コラーゲン溶液を用いることである。なお、本発明の水溶性コラーゲンシートを得るための製造方法においては塩類を除去する工程が無いため、必然的に最終製品である水溶性コラーゲンシートも塩類を含有することとなる。
可溶化コラーゲン溶液中の塩類濃度については、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に制限はないが、例えば、0.01〜1.0質量％であることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.5質量％であり、さらに好ましくは0.05〜0.3質量％である。塩類濃度が上記範囲内であれば、用時調製型の化粧品用途として好適な水溶性コラーゲンシートを得ることができる。塩類濃度を低減するときは、透析などにより適宜塩類を除去すればよい。
また、可溶化コラーゲン溶液には、本発明の効果を損ねない範囲において必要に応じて水溶性の化粧料成分を混合することができる。
水溶性の化粧料成分としては、皮膚栄養成分、美白成分、抗酸化成分、保湿成分等のうち水溶性のものが挙げられ、例えば、麦芽エキス、プラセンタエキス、アミノ酸、ペプチド、糖類（グルコース、トレハロース、オリゴ糖、ヒアルロン酸等）、アルブミン、コンドロイチン硫酸、キトサン、アルギン酸、ペクチン、グリコール酸、水溶性ビタミン類（ビタミンＢ、ビタミンＣ）、有機酸（クエン酸、リンゴ酸等）等が挙げられる。
本発明の水溶性コラーゲンシートの製造方法は、先ず、上記可溶化コラーゲン溶液を凍結乾燥して多孔質コラーゲンを得る。凍結乾燥方法は公知の方法を採用すればよく、凍結乾燥によってスポンジ状の形状のものが得られるように、可溶化コラーゲン溶液の塩類濃度、コラーゲン濃度及び凍結乾燥条件を適宜設定することが望ましい。特に、非線維化コラーゲンからなる水溶性コラーゲンシートを作製する場合は、凍結乾燥中に可溶化コラーゲン溶液中の塩類によってコラーゲンが線維化することを防ぐために、塩類濃度の低い可溶化コラーゲン溶液を用いることが好ましい。
可溶化コラーゲン溶液のコラーゲン濃度としては、例えば、0.01〜5質量％の範囲であることが好ましい。上記濃度が0.01質量％未満の場合は最終製品であるコラーゲンシートが疎なものとなり、十分な強度が得られ難くなる。一方、上記濃度が5質量％を超えると可溶化コラーゲン溶液の粘性が高くなり取り扱いが困難となる場合があるので好ましくない。上記濃度範囲は、0.1〜0.5質量％がさらに好ましい。コラーゲン濃度と塩類濃度の関係については、コラーゲン濃度に対して塩類濃度が質量比で0.002〜5であることが好ましく、より好ましくは0.03〜3である。尚、可溶化コラーゲン溶液に公知の方法により気泡剤を添加して細かな気泡を混入させても良い。但し、この場合は生体に悪影響を及ぼさない気泡剤を選択することが肝要である。
可溶化コラーゲン溶液を最終製品である水溶性コラーゲンシートの目的とする大きさを考慮した容器に注ぎ込み凍結乾燥して多孔質コラーゲンを得ることが好ましい。凍結乾燥条件は、常法により多孔質コラーゲンが得られるように適宜設定すればよいが、例えば、凍結温度は-20〜-60℃の範囲が好ましく、凍結乾燥時間は10〜60時間が好ましい。
次に、得られた多孔質コラーゲンを圧縮する。圧縮は多孔質コラーゲンがシート状になるように均一に圧縮することが好ましい。圧縮強度としては、例えば、0.005〜100MPaの範囲が好ましく、より好ましくは0.01〜50MPaの範囲である。圧縮時間は圧縮強度に応じて適宜設定すれば良いが、目安として2秒〜1時間である。圧縮方法に特に制限はなく、プレス、ローラー等の常法により圧縮すればよい。
以上の製造方法によって得られる水溶性コラーゲンシートについて説明する。
水溶性コラーゲンシートの水に対する溶解性は、水溶性コラーゲンシートに対し質量で30倍量の蒸留水(25℃)を噴霧したときの1分後の溶解率が95％以上である、という条件を満たすことである。左記条件を満たせば、高い溶解性を有するといえる。なお、水溶性コラーゲンシート中のコラーゲンが線維化していなければ、より高い溶解性を得ることができる。
水溶性コラーゲンシートの水に対する溶解性は、水溶性コラーゲンシートに対し質量で30倍量の蒸留水(25℃)を噴霧したときの1分後の溶解率が95％以上である、という条件を満たすことである。左記条件を満たせば、高い溶解性を有するといえる。なお、水溶性コラーゲンシート中のコラーゲンが線維化していなければ、より高い溶解性を得ることができる。
水溶性コラーゲンシートの厚さとしては、2〜500μmの範囲であることが好ましい。上記範囲内において、本発明が目的とするシートの強度が確保でき、使用するコラーゲン量も経済的な範囲とすることができる。上記範囲は、10〜300μmの範囲がより好ましく、さらに好ましくは10〜100μmの範囲である。
また、水溶性コラーゲンシートの嵩密度の目安としては、0.02〜3g/cm3の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは0.03〜1g/cm3の範囲である。
本発明の水溶性コラーゲンシートは、厚みが薄く、水に対する溶解性が高く、且つピンセットでの取り扱いに対する機械的強度が高いため、例えば、用時調製型の化粧品用途に好適の材料である。
用時調製型の化粧品用途の一用例としては、水溶性コラーゲンシートを水、化粧水、美容液、乳液又は化粧クリームで溶解させ、これを肌に塗布するものである。また、別の用例としては、パック用のフェイスマスクを装着する前に、皺の軽減を目的に本発明の水溶性コラーゲンシートを目尻等の皺のある部分に貼付し、パック中にフェイスマスク内の水分によって該水溶性コラーゲンシートを溶解させるものである。本発明の水溶性コラーゲンシートは溶解性が高いために、パック終了後にコラーゲンの残渣が肌に付着することによる違和感や不快感を生じさせることはほとんど無い。また、皮膚への保湿を目的に、本発明の水溶性コラーゲンシートを皮膚に貼付した後、水、化粧水、美容液、乳液又は化粧クリームをスプレー又は滴下して該水溶性コラーゲンシートを溶解させることも用例の１つである。
以下、本発明の詳細を実施例を挙げて説明するが、本発明はそれらの実施例によって限定されるものではない。尚、実施例において％は、特に断らない限り全て質量％を示す。
［多孔質コラーゲンの調製］
テラピアの鱗を水で十分洗浄し、さらに10％塩化ナトリウム溶液で十分洗浄し、鰭などの夾雑物を除去した後、室温にて乾燥した。このテラピア鱗1kgをpH2の塩酸溶液9kgに分散し、1Mの塩酸溶液を添加しながらpHを2に保った状態で、25℃、2時間穏やかに撹拌し、鱗に含まれる無機成分を溶かし出した。これをザルにあげて、十分水洗した後、総重量が4kgとなるようにpH2の塩酸溶液を添加した。これに、ペプシン（和光純薬 1：10000）24gを添加し、撹拌羽根を用いて25℃、72時間、穏やかに撹拌して、鱗からコラーゲンを溶かし出した。これに2kgの水を添加して撹拌し、粘度を下げた後ザルにあげて、鱗残渣（約3kg）と分離した。さらに遠心分離（10000G、60min）により上清を回収して微細な鱗残渣と分離した。これに、ペプシン（和光純薬 1：10000）を0.5g添加し、25℃、24時間保持して、非コラーゲン性窒素化合物（３重らせん構造を有さない窒素化合物）を含有した粗コラーゲン溶液2.8kgを得た。
粗コラーゲン溶液中の非コラーゲン性窒素化合物を除去して可溶化コラーゲン溶液を得る方法は、特開２０１３−１１６８７５号公報の実施例１に記載の方法に準じた。即ち、粗コラーゲン溶液中の非コラーゲン性窒素化合物量に対し質量比で5倍量の活性炭（「ボンバ110P-FGZ」（粉末状、pH4〜7）（多木化学株式会社））を添加し2時間撹拌した後、遠心分離（11120G、120分）し、上清を珪藻土でコートしたヌッチェ式ろ過装置でろ過して、無色透明な可溶化コラーゲン溶液（コラーゲン濃度：0.36％、塩類濃度：0.2％、pH3.4）を得た。
12wellの細胞培養用プレートに可溶化コラーゲン溶液を1.13mLずつ注入した後、凍結乾燥して多孔質コラーゲンを得た。
得られた多孔質コラーゲンを以下の実施例１〜３に供した。
テラピアの鱗を水で十分洗浄し、さらに10％塩化ナトリウム溶液で十分洗浄し、鰭などの夾雑物を除去した後、室温にて乾燥した。このテラピア鱗1kgをpH2の塩酸溶液9kgに分散し、1Mの塩酸溶液を添加しながらpHを2に保った状態で、25℃、2時間穏やかに撹拌し、鱗に含まれる無機成分を溶かし出した。これをザルにあげて、十分水洗した後、総重量が4kgとなるようにpH2の塩酸溶液を添加した。これに、ペプシン（和光純薬 1：10000）24gを添加し、撹拌羽根を用いて25℃、72時間、穏やかに撹拌して、鱗からコラーゲンを溶かし出した。これに2kgの水を添加して撹拌し、粘度を下げた後ザルにあげて、鱗残渣（約3kg）と分離した。さらに遠心分離（10000G、60min）により上清を回収して微細な鱗残渣と分離した。これに、ペプシン（和光純薬 1：10000）を0.5g添加し、25℃、24時間保持して、非コラーゲン性窒素化合物（３重らせん構造を有さない窒素化合物）を含有した粗コラーゲン溶液2.8kgを得た。
粗コラーゲン溶液中の非コラーゲン性窒素化合物を除去して可溶化コラーゲン溶液を得る方法は、特開２０１３−１１６８７５号公報の実施例１に記載の方法に準じた。即ち、粗コラーゲン溶液中の非コラーゲン性窒素化合物量に対し質量比で5倍量の活性炭（「ボンバ110P-FGZ」（粉末状、pH4〜7）（多木化学株式会社））を添加し2時間撹拌した後、遠心分離（11120G、120分）し、上清を珪藻土でコートしたヌッチェ式ろ過装置でろ過して、無色透明な可溶化コラーゲン溶液（コラーゲン濃度：0.36％、塩類濃度：0.2％、pH3.4）を得た。
12wellの細胞培養用プレートに可溶化コラーゲン溶液を1.13mLずつ注入した後、凍結乾燥して多孔質コラーゲンを得た。
得られた多孔質コラーゲンを以下の実施例１〜３に供した。
〔実施例１〕
多孔質コラーゲンを平滑なプレートで挟み、0.025MPaの圧力で5秒間圧縮して直径20mmの水溶性コラーゲンシートを得た。
水溶性コラーゲンシートの厚さを走査型電子顕微鏡（SEM）像によって計測したところ、平均50μmであった。また、嵩密度は0.38g/cm3であった。
水溶性コラーゲンシートの溶解率は、水溶性コラーゲンシートに対し質量で30倍量の蒸留水(25℃)を水溶性コラーゲンシートに噴霧したときの1分後の溶解残の面積を計測し、（溶解前の面積−溶解残の面積）／溶解前の面積×100の式により求めた。その結果、全て溶解していたために溶解率は100％であった。
多孔質コラーゲンを平滑なプレートで挟み、0.025MPaの圧力で5秒間圧縮して直径20mmの水溶性コラーゲンシートを得た。
水溶性コラーゲンシートの厚さを走査型電子顕微鏡（SEM）像によって計測したところ、平均50μmであった。また、嵩密度は0.38g/cm3であった。
水溶性コラーゲンシートの溶解率は、水溶性コラーゲンシートに対し質量で30倍量の蒸留水(25℃)を水溶性コラーゲンシートに噴霧したときの1分後の溶解残の面積を計測し、（溶解前の面積−溶解残の面積）／溶解前の面積×100の式により求めた。その結果、全て溶解していたために溶解率は100％であった。
以下の実施例において、厚さと溶解率は実施例１と同様の方法で求めた。
〔実施例２〕
多孔質コラーゲンをプレス機を用いて14MPaの圧力で5秒間圧縮して直径20mmの水溶性コラーゲンシートを得た。水溶性コラーゲンシートの厚さは平均22μm、嵩密度は0.87g/cm3、溶解率は100％であった。
〔実施例２〕
多孔質コラーゲンをプレス機を用いて14MPaの圧力で5秒間圧縮して直径20mmの水溶性コラーゲンシートを得た。水溶性コラーゲンシートの厚さは平均22μm、嵩密度は0.87g/cm3、溶解率は100％であった。
〔実施例３〕
多孔質コラーゲンをプレス機を用いて34MPaの圧力で5秒間圧縮して直径20mmの水溶性コラーゲンシートを得た。水溶性コラーゲンシートの厚さは平均20μm、嵩密度は0.96g/cm3、溶解率は100％であった。
多孔質コラーゲンをプレス機を用いて34MPaの圧力で5秒間圧縮して直径20mmの水溶性コラーゲンシートを得た。水溶性コラーゲンシートの厚さは平均20μm、嵩密度は0.96g/cm3、溶解率は100％であった。
〔比較例１〕
可溶化コラーゲン溶液として、テラピア鱗由来の多木化学株式会社製の「セルキャンパス ＡＱ−０３Ａ」（コラーゲン濃度：0.33％、塩類濃度：0％、pH3.6の無色透明のコラーゲン溶液）を用いた。なお、「セルキャンパス ＡＱ−０３Ａ」は透析による脱塩処理を施したものである。
実施例１と同様にして、コラーゲンシート（直径20mm、平均厚さ：50μm、嵩密度：0.26g/cm3）を得たが、溶解率は70％であった。
可溶化コラーゲン溶液として、テラピア鱗由来の多木化学株式会社製の「セルキャンパス ＡＱ−０３Ａ」（コラーゲン濃度：0.33％、塩類濃度：0％、pH3.6の無色透明のコラーゲン溶液）を用いた。なお、「セルキャンパス ＡＱ−０３Ａ」は透析による脱塩処理を施したものである。
実施例１と同様にして、コラーゲンシート（直径20mm、平均厚さ：50μm、嵩密度：0.26g/cm3）を得たが、溶解率は70％であった。
Claims (5)
- 塩類を含有する可溶化コラーゲン溶液を凍結乾燥し、得られる多孔質コラーゲンを圧縮することによって製造される水溶性コラーゲンシートであって、該水溶性コラーゲンシートに対し質量で30倍量の蒸留水(25℃)を噴霧したときの1分後の溶解率が95％以上であることを特徴とする水溶性コラーゲンシート。
- 前記水溶性コラーゲンシートが、非線維化コラーゲンからなる水溶性コラーゲンシートである請求項１記載の水溶性コラーゲンシート。
- 前記可溶化コラーゲン溶液が水溶性の化粧料成分を含有したものである請求項１又は２記載の水溶性コラーゲンシート。
- 請求項１〜３のいずれか１項記載の水溶性コラーゲンシートを用いた用時調製型の化粧品。
- 請求項１〜３のいずれか１項記載の水溶性コラーゲンシートと、水、化粧水、美容液、乳液又は化粧クリームとを、肌上で接触させることによって該水溶性コラーゲンシートを溶解させることを特徴とする水溶性コラーゲンシートの使用方法。
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