JP2015205462A - Fibroin composite body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィブロイン複合体、より具体的には繊維支持体とフィブロイン多孔質体とを備えるフィブロイン複合体に関する。 The present invention relates to a fibroin complex, more specifically, a fibroin complex comprising a fiber support and a fibroin porous body.
タンパク質及び糖類等の生物由来物質を利用して作製可能である多孔質体は、エステティックサロン及び個人での使用による保湿等を目的とした化粧品・エステ分野、創傷被覆材、薬剤徐放担体等の医療分野、紙おむつ、生理用品等の生活日用品分野、微生物や細菌等の住処になる支持体として活用しうる浄水分野、細胞培養支持体（足場材料）、組織再生支持体等として活用しうる組織工学・再生医工学分野等、産業上幅広い分野で利用される。
これら多孔質体を構成する生体由来物質としては、セルロース、キチン等の糖類、コラーゲン、ケラチン、フィブロイン等のタンパク質群等が知られている。
Porous materials that can be produced using biological substances such as proteins and saccharides are used in cosmetics and esthetics for the purpose of moisturizing, etc. for esthetic salons and personal use, wound dressings, sustained drug release carriers, etc. Medical field, daily necessities such as disposable diapers, sanitary products, water purification field that can be used as a support for living organisms such as microorganisms and bacteria, tissue culture that can be used as a cell culture support (scaffold material), tissue regeneration support, etc.・ Used in a wide range of industrial fields such as regenerative medical engineering.
As biologically-derived substances constituting these porous bodies, saccharides such as cellulose and chitin, protein groups such as collagen, keratin, and fibroin are known.
これらの生体由来物質のうち、タンパク質としては、コラーゲンがよく利用されてきたが、ＢＳＥ問題が発生してから牛由来のコラーゲンを利用することが非常に難しくなってきた。また、ケラチンは、羊毛や羽毛から得ることができるが、原料入手に問題があり、工業的に利用することは難しい。羊毛は、原料価格が非常に高騰しており、羽毛に関しては市場がないため、原料を入手することが難しい。一方、フィブロイン、とりわけシルクフィブロインは、原料入手の観点からは、安定に供給されることが期待でき、さらに価格も安定しているので、工業的に利用することが容易であるという特長を有している。
シルクフィブロインは、衣類用途以外に、手術用縫合糸として長く使用されてきた実績があり、現在では食品や化粧品の添加物としても利用され、人体に対する安全性にも問題がないことから、上記のような多孔質体の利用分野に利用することが可能である。
Among these biologically derived substances, collagen has often been used as a protein, but it has become very difficult to utilize bovine-derived collagen after the occurrence of the BSE problem. Keratin can be obtained from wool and feathers, but there is a problem in obtaining raw materials and it is difficult to use it industrially. For wool, the price of raw materials is soaring, and since there is no market for feathers, it is difficult to obtain raw materials. On the other hand, fibroin, especially silk fibroin, can be expected to be supplied stably from the viewpoint of obtaining raw materials, and also has a feature that it is easy to use industrially because the price is also stable. ing.
Silk fibroin has a long track record of being used as a surgical suture in addition to clothing applications, and is currently used as an additive for food and cosmetics. It can be used in the field of application of such a porous body.
シルクフィブロイン多孔質体を作製する手法に関しては、いくつか報告がある。
例えば、シルクフィブロイン水溶液を急速冷凍したのち結晶化溶媒に浸漬し、融解と結晶化を同時進行することによって得る方法がある（特許文献１）。しかしながら、この方法は結晶化溶媒である有機溶媒を大量に使用する必要があり、さらに溶媒の残留の可能性も否定できず、化粧品、エステ分野等の上記した応用分野での使用には問題がある。
次に、シルクフィブロイン水溶液のｐＨを６以下に保持してゲル化させるか又はその水溶液に貧溶媒を添加してゲル化させ、得られたゲルを凍結乾燥して多孔質体を作製する方法がある（特許文献２）。しかしながら、この方法は十分な強度をもった多孔質体を得ることはできない。他に、シルクフィブロイン水溶液を冷凍した後に長時間凍結状態を維持することで多孔質体を作製する手法が報告されている（特許文献３）。しかしながら、発明者らの検討ではこの手法は再現性が乏しく、多孔質体が作製できないことが多い。
There are several reports on the technique for producing silk fibroin porous materials.
For example, there is a method in which a silk fibroin aqueous solution is rapidly frozen and then immersed in a crystallization solvent to simultaneously melt and crystallize (Patent Document 1). However, this method requires the use of a large amount of an organic solvent, which is a crystallization solvent, and the possibility of residual solvent cannot be ruled out, and there are problems in use in the above-mentioned application fields such as cosmetics and esthetics. is there.
Next, there is a method for producing a porous body by maintaining the pH of the silk fibroin aqueous solution at 6 or less to cause gelation, or by adding a poor solvent to the aqueous solution for gelation, and freeze-drying the obtained gel. Yes (Patent Document 2). However, this method cannot obtain a porous body having sufficient strength. In addition, a method for producing a porous body by maintaining a frozen state for a long time after freezing a silk fibroin aqueous solution has been reported (Patent Document 3). However, according to the studies by the inventors, this method is poor in reproducibility, and it is often impossible to produce a porous body.
上記したシルクフィブロイン多孔質体の作製手法と比較すると、確実で簡便な手法が報告されている（特許文献４、及び非特許文献１）。シルクフィブロイン水溶液に対して少量の水溶性液状有機溶媒を添加した後に、一定時間冷凍して融解することによってシルクフィブロイン多孔質体が得られる手法である。また、シルクフィブロイン水溶液に対して少量のカルボン酸類を添加した後に、一定時間凍結させて、その後融解することで、上記の特許文献４や非特許文献１に記載される手法よりもさらに高強度のシルクフィブロイン多孔質体を製造する方法が提案されている（特許文献５）。 Compared to the above-described method for producing a silk fibroin porous material, a reliable and simple method has been reported (Patent Document 4 and Non-Patent Document 1). This is a technique in which a silk fibroin porous material is obtained by adding a small amount of a water-soluble liquid organic solvent to a silk fibroin aqueous solution and then freezing and melting for a certain time. Further, after adding a small amount of carboxylic acid to the silk fibroin aqueous solution, it is frozen for a certain period of time, and then thawed, so that it has higher strength than the methods described in Patent Document 4 and Non-Patent Document 1 above. A method for producing a silk fibroin porous material has been proposed (Patent Document 5).
ところで、例えば、化粧品、エステ分野におけるフェイスマスクやアイマスク等のスキンケア部材や、医療分野における指、肘、膝等の人体の稼動部への貼り付けが想定される創傷被覆材、組織工学や再生医工学の分野における細胞培養支持体等の用途においては、シルクフィブロイン多孔質体を薄くして用いる場合が多く、とりわけ該多孔質体に対して引張強さや引裂き強さといった機械的強度が要求される。しかし、特許文献５に開示される製法によって得られるシルクフィブロイン多孔質体によっても十分に対応できない場合があった。 By the way, for example, skin care members such as face masks and eye masks in the cosmetics and esthetic fields, wound dressings that are assumed to be applied to the moving parts of the human body such as fingers, elbows and knees in the medical field, tissue engineering and regeneration In applications such as cell culture supports in the field of medical engineering, silk fibroin porous materials are often used thinly, and mechanical strength such as tensile strength and tear strength is particularly required for the porous materials. The However, the silk fibroin porous material obtained by the production method disclosed in Patent Document 5 may not be able to cope with it sufficiently.
上記のような厚さを薄くしても種々の用途に応じて十分に対応しようとする場合、シルクフィブロイン多孔質体自体の機械的強度を向上させて対応する手法がある。しかし、そのような手法では該多孔質体の構造や質感の変化を伴うことがほとんどであり、人体に直接接触する用途に適さないため、機械的強度を劇的に向上させることは望めないという問題がある。 Even if the thickness is reduced as described above, there is a technique for improving the mechanical strength of the silk fibroin porous body itself in order to sufficiently cope with various uses. However, such a method is often accompanied by a change in the structure and texture of the porous body and is not suitable for use in direct contact with the human body, so it cannot be expected to dramatically improve the mechanical strength. There's a problem.
そこで、本発明は、フィブロイン多孔質体、とりわけシルクフィブロイン多孔質体の優れた吸水性や柔軟性、肌触り等の質感の長所を損なうことなく、機械的強度にも優れるフィブロイン複合体、及び該複合体の製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a fibroin composite that is excellent in mechanical strength without impairing the advantages of the fibroin porous body, in particular, the excellent water absorption, flexibility, and texture of the silk fibroin porous body, and the composite It aims at providing the manufacturing method of a body.
本発明者らは、前記課題を達成するために鋭意研究を重ねた結果、下記の発明により当該課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明の要旨は、以下の通りである。
As a result of intensive studies to achieve the above problems, the present inventors have found that the problems can be solved by the following invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.
１．熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体とを備え、該支持体と該多孔質体とが少なくとも該熱可塑性樹脂支持体を構成する熱可塑性樹脂により接合されてなるフィブロイン複合体。
２．フィブロイン多孔質体と熱可塑性樹脂支持体とを、少なくとも該熱可塑性樹脂支持体の該フィブロイン多孔質体と接合する面を加熱し、圧着することを特徴とするフィブロイン複合体の製造方法。
３．さらに融着防止シートを熱可塑性樹脂支持体に接するように積層し、該融着防止シートを介して該熱可塑性樹脂支持体を加熱し、圧着することを特徴とする上記２に記載のフィブロイン複合体の製造方法。
1. A fibroin composite comprising a thermoplastic resin support and a fibroin porous body, wherein the support and the porous body are joined by a thermoplastic resin constituting at least the thermoplastic resin support.
2. A method for producing a fibroin composite, comprising: heating and pressure-bonding a fibroin porous body and a thermoplastic resin support to at least a surface of the thermoplastic resin support to be joined to the fibroin porous body.
3. 3. The fibroin composite as described in 2 above, wherein the fusion prevention sheet is further laminated so as to be in contact with the thermoplastic resin support, and the thermoplastic resin support is heated and pressed through the fusion prevention sheet. Body manufacturing method.
本発明によれば、フィブロイン多孔質体、とりわけシルクフィブロイン多孔質体の優れた吸水性や柔軟性、肌触り等の質感の長所を損なうことなく、機械的強度にも優れるフィブロイン複合体を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a fibroin composite excellent in mechanical strength without impairing the excellent water absorption and flexibility of silk fibroin porous material, in particular, the texture of the texture such as touch. it can.
〔フィブロイン複合体〕
本発明のフィブロイン複合体は、熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体とを備え、該支持体と該多孔質体とが少なくとも該熱可塑性樹脂支持体を構成する熱可塑性樹脂により接合されてなるものである。図１は本発明のフィブロイン複合体の構造の一例を示す模式図であり、熱可塑性樹脂支持体１１とフィブロイン多孔質体１２とが接合されてなるフィブロイン複合体１０が示されている。そして、熱可塑性樹脂支持体１１とフィブロイン多孔質体１２とは、該熱可塑性樹脂支持体１１を構成する熱可塑性樹脂が一部溶融し、接合力を発現し、接合されている。すなわち、本発明のフィブロイン複合体は、別個の接着剤を用いることなく、複合体を構成する層の一つである熱可塑性樹脂支持体１１を構成する熱可塑性樹脂により接合されてなるため、異素材の使用を低減でき、フィブロイン多孔質体の優れた吸水性や柔軟性、肌触り等の質感の長所を損なうことなく、良好な接合力を得ることを可能としている。
[Fibroin complex]
The fibroin composite of the present invention comprises a thermoplastic resin support and a fibroin porous body, and the support and the porous body are joined together by at least a thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin support. Is. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the structure of the fibroin composite of the present invention, and shows a fibroin composite 10 in which a thermoplastic resin support 11 and a fibroin porous body 12 are joined. The thermoplastic resin support 11 and the fibroin porous body 12 are joined by melting a part of the thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin support 11 to develop a bonding force. That is, the fibroin composite of the present invention is joined by the thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin support 11 which is one of the layers constituting the composite without using a separate adhesive. The use of the material can be reduced, and it is possible to obtain a good bonding force without impairing the excellent water absorption, flexibility, and texture of the fibroin porous body.
（フィブロイン多孔質体）
フィブロイン多孔質体は、フィブロインにより構成される多孔質体であれば特に制限はなく、優れた吸水性や柔軟性、肌触り等の質感を得る観点からシルクフィブロイン多孔質体であることが好ましい。フィブロイン多孔質体は、例えば、フィブロイン水溶液に水溶性液状有機物質及びカルボン酸類から選ばれる少なくとも一種の添加剤を添加したフィブロイン水溶液を凍結して凍結体を得て、次いで該凍結体中の凍結した水分を溶解して得る手法が挙げられる。この手法によれば、形状安定性及び強度に優れるフィブロイン多孔質体が得られる傾向がある。
(Fibroin porous material)
The fibroin porous body is not particularly limited as long as it is a porous body composed of fibroin, and is preferably a silk fibroin porous body from the viewpoint of obtaining excellent water absorption, flexibility, texture such as touch. For example, the fibroin porous body is obtained by freezing a fibroin aqueous solution in which at least one additive selected from a water-soluble liquid organic substance and carboxylic acids is added to a fibroin aqueous solution to obtain a frozen body, and then frozen in the frozen body. An example is a method obtained by dissolving water. According to this technique, a fibroin porous body excellent in shape stability and strength tends to be obtained.
フィブロインとしては、例えば家蚕、野蚕、天蚕等の天然蚕、トランスジェニック蚕等から産生されるシルクフィブロイン等が挙げられる。特に製造工程の簡便性を考え、家蚕の繭から得られるシルクフィブロインが好ましい。 Examples of fibroin include silk fibroin produced from natural silkworms such as rabbits, wild silkworms, and tengu, and transgenic silkworms. In consideration of the simplicity of the production process, silk fibroin obtained from rabbit cocoons is preferred.
以下、フィブロインとして好ましいシルクフィブロインを例にとって説明する。シルクフィブロインを水に溶解させる手法については特に制限はなく、例えば、シルクフィブロインは水への溶解性が低いため、高濃度の臭化リチウム水溶液にシルクフィブロインを溶解後、透析により脱塩し、シルクフィブロイン水溶液を得る方法が好適に挙げられる。また、水溶液中のシルクフィブロインの濃度調整の方法としては、風乾による濃縮を経る手法が簡便で好ましい。 Hereinafter, a silk fibroin preferable as a fibroin will be described as an example. There is no particular limitation on the method for dissolving silk fibroin in water. For example, silk fibroin has low solubility in water, so silk fibroin is dissolved in a high concentration lithium bromide aqueous solution, desalted by dialysis, A preferred method is to obtain a fibroin aqueous solution. Further, as a method for adjusting the concentration of silk fibroin in an aqueous solution, a method through concentration by air drying is simple and preferable.
シルクフィブロインの含有量は、添加剤を加えた場合、シルクフィブロイン水溶液中で０．５〜４０ｗｔ／ｖｏｌ％であることが好ましく、１〜２０ｗｔ／ｖｏｌ％であることがより好ましく、１〜１０ｗｔ／ｖｏｌ％であることがさらに好ましい。フィブロインの含有量が上記の範囲内であると、質感に優れた多孔質体が得られる傾向がある。 The content of silk fibroin is preferably 0.5 to 40 wt / vol%, more preferably 1 to 20 wt / vol%, and more preferably 1 to 10 wt / wt in the silk fibroin aqueous solution when an additive is added. More preferably, it is vol%. There exists a tendency for the porous body excellent in the texture to be obtained as content of fibroin exists in said range.
本発明で用いられる添加剤は、水溶性液状有機物質及びカルボン酸類から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。水溶性液状有機物質とは、常温（２０℃）で液状であり、常温（２０℃）で水と混合した際に、分離せずに溶解、又は混和するものをいう。水溶性液状有機物質としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類；グリセリン、プロピレングリコール等の多価アルコール類；ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ピリジン、アセトン、アセトニトリル等が好ましく挙げられる。これらは単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。人体への安全性を考慮すると、エタノール、グリセリンがより好ましい。 The additive used in the present invention is preferably at least one selected from water-soluble liquid organic substances and carboxylic acids. The water-soluble liquid organic substance is a liquid that is liquid at room temperature (20 ° C.) and that dissolves or mixes without separation when mixed with water at room temperature (20 ° C.). Examples of water-soluble liquid organic substances include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, and butanol; polyhydric alcohols such as glycerin and propylene glycol; dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), pyridine, acetone, acetonitrile, and the like. Is preferred. These can be used alone or in combination of two or more. In consideration of safety to the human body, ethanol and glycerin are more preferable.
カルボン酸類としては、少なくとも分子中に一つのカルボキシ基を有する有機酸であれば特に制限はないが、例えばモノカルボン酸、ジカルボン酸、トリカルボン酸等が挙げられる。カルボン酸類としては、カルボン酸類が好ましく、炭素数１〜６の脂肪族カルボン酸がより好ましく、炭素数２〜５の脂肪族カルボン酸がさらに好ましい。これらの脂肪族カルボン酸は飽和であってもよく、不飽和であってもよい。このようなカルボン酸として、具体的には、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、アクリル酸、２−ブテン酸等のモノカルボン酸；シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸等のジカルボン酸等が好ましく挙げられる。これらは単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。人体への安全性を考慮すると、酢酸、乳酸、コハク酸がより好ましい。 The carboxylic acids are not particularly limited as long as they are organic acids having at least one carboxy group in the molecule, and examples thereof include monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, and tricarboxylic acids. As carboxylic acids, carboxylic acids are preferable, aliphatic carboxylic acids having 1 to 6 carbon atoms are more preferable, and aliphatic carboxylic acids having 2 to 5 carbon atoms are more preferable. These aliphatic carboxylic acids may be saturated or unsaturated. Specific examples of such carboxylic acids include monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, lactic acid, acrylic acid, and 2-butenoic acid; oxalic acid, malonic acid, succinic acid, maleic acid, and the like. Of these, dicarboxylic acids and the like are preferred. These can be used alone or in combination of two or more. In view of safety to the human body, acetic acid, lactic acid, and succinic acid are more preferable.
シルクフィブロイン水溶液中の添加剤の含有量は、水溶液がゲル化せず、また十分な強度を持った多孔質体を製造する観点から、０．０１〜１８体積％であることが好ましく、０．１〜５体積％であることがより好ましく、０．５〜３体積％であることがさらに好ましい。 The content of the additive in the silk fibroin aqueous solution is preferably 0.01 to 18% by volume from the viewpoint of producing a porous body having sufficient strength without causing the aqueous solution to gel. It is more preferably 1 to 5% by volume, and further preferably 0.5 to 3% by volume.
シルクフィブロイン水溶液の凍結は、シルクフィブロイン水溶液に添加剤を加えた溶液を容器に流し込み、該容器を液冷式の低温恒温槽中に入れることで行うことが好ましい。
凍結温度としては、添加剤を加えたシルクフィブロイン水溶液が凍結する温度であれば特に制限はないが、−５〜−４０℃程度が好ましく、−１０〜−３０℃程度がより好ましく、−１５〜−２５℃がさらに好ましい。凍結時間としては、添加剤を加えたシルクフィブロイン水溶液が十分に凍結し、かつ凍結状態を一定時間保持できるよう、２時間以上であることが好ましく、４時間以上であることがさらに好ましい。また、特に−１５〜−２５℃の温度条件下、１時間から１００時間保持して凍結することが好ましい。
The freezing of the silk fibroin aqueous solution is preferably performed by pouring a solution obtained by adding an additive to the silk fibroin aqueous solution into a container and placing the container in a liquid-cooled low-temperature thermostat.
The freezing temperature is not particularly limited as long as the silk fibroin aqueous solution added with the additive is frozen, but is preferably about −5 to −40 ° C., more preferably about −10 to −30 ° C., and −15 to -25 ° C is more preferable. The freezing time is preferably 2 hours or longer, and more preferably 4 hours or longer so that the silk fibroin aqueous solution to which the additive is added can be sufficiently frozen and kept frozen. In particular, it is preferable to freeze by holding for 1 to 100 hours under a temperature condition of -15 to -25 ° C.
ここで、添加剤を加えたシルクフィブロイン水溶液を一気に凍結温度まで下げて凍結してもよいが、凍結の前に過冷却状態を経ることが、均一な構造のシルクフィブロイン多孔質体を得る上で好ましい。例えば、添加剤を加えたシルクフィブロイン水溶液を一旦、−５℃程度で２時間程度保持して、その後、凍結温度まで下げて凍結することで、均一な構造のシルクフィブロイン多孔質体を得ることができる。 Here, the silk fibroin aqueous solution to which the additive has been added may be frozen at once to the freezing temperature. However, it is necessary to pass a supercooled state before freezing to obtain a silk fibroin porous body having a uniform structure. preferable. For example, a silk fibroin porous material having a uniform structure can be obtained by temporarily holding a silk fibroin aqueous solution to which an additive has been added at about −5 ° C. for about 2 hours and then freezing it to a freezing temperature. it can.
上記の手法でシルクフィブロイン水溶液を凍結させた後、次いで凍結した水分を融解することによって、シルクフィブロイン多孔質体が得られる。融解の方法としては、特に制限はなく、自然融解や恒温槽での保管等の方法が好ましく挙げられる。 After the silk fibroin aqueous solution is frozen by the above method, the frozen water is then thawed to obtain a silk fibroin porous material. The melting method is not particularly limited, and preferred methods include natural melting and storage in a thermostatic bath.
上記のようにして得られたシルクフィブロイン多孔質体には添加剤が残存する。残存する添加剤は用途に応じてそのままの状態としてもよいし、除去してもよい。添加剤をシルクフィブロイン多孔質体から除去する方法としては、例えば、シルクフィブロイン多孔質体を、純水中に浸漬して除去することが最も簡便な方法として挙げられる。 Additives remain in the silk fibroin porous material obtained as described above. The remaining additive may be left as it is or may be removed depending on the application. As a method for removing the additive from the silk fibroin porous material, for example, the simplest method is to remove the silk fibroin porous material by immersing it in pure water.
このようにして得られたシルクフィブロイン多孔質体は吸水した状態である。本発明において、複合体を得るにあたり乾燥したシルクフィブロイン多孔質体を使用する場合には、吸水状態のシルクフィブロイン多孔質体を乾燥すればよい。シルクフィブロイン多孔質体の乾燥の手法としては特に制限はないが、収縮を抑える観点で凍結乾燥が好ましい。凍結乾燥の場合、残った氷が融解して水になり、その表面張力の影響で空孔が潰れないようにする観点から、水分が完全に昇華するまで乾燥することが好ましい。例えば、温度条件として−５〜−８０℃程度であることが好ましい。 The silk fibroin porous material thus obtained is in a state of absorbing water. In the present invention, when a dried silk fibroin porous material is used to obtain a composite, the water-absorbed silk fibroin porous material may be dried. The method for drying the silk fibroin porous material is not particularly limited, but lyophilization is preferred from the viewpoint of suppressing shrinkage. In the case of freeze-drying, it is preferable to dry until the water is completely sublimated from the viewpoint that the remaining ice melts into water and the pores are not crushed due to the surface tension. For example, the temperature condition is preferably about −5 to −80 ° C.
また、凍結乾燥の際、予めシルクフィブロイン多孔質体をグリセリン水溶液に浸漬する、ないしはシルクフィブロイン水溶液に混合する添加剤の水溶性液状有機物質としてグリセリンを採用することが、乾燥時のひび割れを防止すると共に、乾燥後にも柔軟な複合体が得られる観点から好ましい。
この場合、シルクフィブロイン多孔質体を浸漬するグリセリン水溶液におけるグリセリンの濃度は、シルクフィブロイン多孔質体を形成する際に使用したシルクフィブロイン水溶液中で、０．２〜２．５体積％であることが好ましく、０．２５〜２体積％であることがより好ましく、０．２５〜１．２体積％であることがさらに好ましい。この範囲にグリセリン濃度を設定することで質感が良く、ひび割れの無い乾燥シルクフィブロイン多孔質体を得ることができ、結果として質感が良く、ひび割れの無いシルクフィブロイン複合体が得られる。このようにして得られる乾燥シルクフィブロイン多孔質体はグリセリンを含有することを特徴とする。
In addition, it is possible to prevent cracking during drying by preliminarily immersing the silk fibroin porous material in an aqueous glycerin solution during freeze-drying or adopting glycerin as a water-soluble liquid organic substance as an additive to be mixed with an aqueous silk fibroin solution In addition, it is preferable from the viewpoint of obtaining a flexible composite even after drying.
In this case, the concentration of glycerin in the glycerin aqueous solution in which the silk fibroin porous material is immersed may be 0.2 to 2.5% by volume in the silk fibroin aqueous solution used when forming the silk fibroin porous material. Preferably, it is 0.25 to 2% by volume, more preferably 0.25 to 1.2% by volume. By setting the glycerin concentration within this range, a dry silk fibroin porous material having good texture and free of cracks can be obtained, and as a result, a silk fibroin composite having good texture and free of cracks can be obtained. The dry silk fibroin porous material obtained in this way is characterized by containing glycerin.
上記のようにして乾燥したシルクフィブロイン多孔質体（乾燥シルクフィブロイン多孔質体）は、水分が実質的に含まれないものである。シルクフィブロイン多孔質体は、シルクフィブロイン水溶液を凍結し、融解して得られるので、通常、細孔部に水分等が存在した状態となっている。通常のシルクフィブロイン多孔質体と乾燥シルクフィブロイン多孔質体とは、細孔部に水等が存在する量の点で状態は異なるものとなる。 The silk fibroin porous material dried as described above (dried silk fibroin porous material) is substantially free of moisture. Since the silk fibroin porous material is obtained by freezing and thawing a silk fibroin aqueous solution, it is usually in a state where moisture or the like is present in the pores. A normal silk fibroin porous body and a dried silk fibroin porous body are different in terms of the amount of water or the like present in the pores.
シルクフィブロイン多孔質体は、添加剤を加えたシルクフィブロイン水溶液を流し込む容器を適宜選択することにより、シート状、ブロック状、管状等、目的に応じた形状とすることができる。
また、原料として用いるシルクフィブロインや添加剤の種類、添加剤の添加量等を調節することで、シルクフィブロイン多孔質体の内部構造と固さを調整することができる。
The silk fibroin porous body can be made into a shape according to the purpose, such as a sheet shape, a block shape, a tubular shape, etc., by appropriately selecting a container into which the silk fibroin aqueous solution to which the additive is added is poured.
Moreover, the internal structure and hardness of the silk fibroin porous body can be adjusted by adjusting the type of silk fibroin used as a raw material, the additive, the amount of additive added, and the like.
本発明で用いられるシルクフィブロイン多孔質体の平均細孔径は、１〜５００μｍであることが好ましく、５〜３００μｍがより好ましく、１０〜１００μｍがさらに好ましい。平均細孔径が上記範囲内であると、肌触りが良好となる傾向がある。また再生医療向けの細胞培養支持体（足場材料）としての用途を考慮した場合、細胞が細孔内に入りやすい傾向がある。
ここで、多孔質体の平均細孔径は、多孔質体断面の走査型電子顕微鏡写真を５枚撮影し、さらに異なる日に作製した多孔質体断面の走査型電子顕微鏡写真を５枚撮影し、それら１０枚の走査型電子顕微鏡写真を画像解析ソフトを用いて画像処理し、算出した細孔径の平均値である。
The average pore diameter of the silk fibroin porous material used in the present invention is preferably 1 to 500 μm, more preferably 5 to 300 μm, and still more preferably 10 to 100 μm. When the average pore diameter is within the above range, the touch tends to be good. Moreover, when considering use as a cell culture support (scaffold material) for regenerative medicine, cells tend to easily enter the pores.
Here, the average pore diameter of the porous body was taken five scanning electron micrographs of the cross section of the porous body, and further five scanning electron micrographs of the cross section of the porous body prepared on different days, These 10 scanning electron micrographs are image-processed using image analysis software, and are average values of pore diameters calculated.
本発明で用いられるシルクフィブロイン多孔質体の空孔率は、８０〜９９％であることが好ましく、９０〜９９％であることがより好ましく、９４〜９８％であることがさらに好ましい。空孔率が上記範囲内であると、多孔質体が適度な硬さを有するため肌あたりが良好となる傾向がある。また、機械的強度が良好となりハンドリングが容易となる傾向がある。
ここで空孔率は、得られた多孔質体を純水中に１日静置し吸水させ、秤量した質量を湿質量とし、凍結乾燥して多孔質体中の水分を除去し、再度秤量した質量を乾燥質量とし、水の密度を１ｇ／ｃｍ3、フィブロインの密度を１．２ｇ／ｃｍ3、含水状態のフィブロイン多孔質体の密度を１ｇ／ｃｍ3と仮定し、次式に従って得られた値である。
空孔率＝（湿質量−乾燥質量／１．２）／湿質量×１００
The porosity of the silk fibroin porous material used in the present invention is preferably 80 to 99%, more preferably 90 to 99%, and still more preferably 94 to 98%. If the porosity is within the above range, the porous body has an appropriate hardness, so that the skin feel tends to be good. Also, the mechanical strength tends to be good and handling tends to be easy.
Here, the porosity is determined by allowing the obtained porous body to stand in pure water for one day to absorb water, weighing the mass to a wet mass, freeze-drying to remove moisture in the porous body, and weighing again. Assuming that the mass obtained is a dry mass, the density of water is 1 g / cm 3 , the density of fibroin is 1.2 g / cm 3 , and the density of the fibroin porous material in a water-containing state is 1 g / cm 3. Value.
Porosity = (wet mass−dry mass / 1.2) / wet mass × 100
以上、フィブロインの中でも好ましいシルクフィブロインを例にとって説明してきたが、他のフィブロインを用いても同様の方法によってフィブロイン多孔質体が得られ、該多孔質体は本発明において使用することができるものである。 As described above, the preferred silk fibroin among fibroin has been described as an example. However, a fibroin porous body can be obtained by the same method using other fibroin, and the porous body can be used in the present invention. is there.
（熱可塑性樹脂支持体）
本発明で用いられる熱可塑性樹脂支持体は、熱可塑性樹脂からなる支持体であれば特に制限はなく、熱可塑性樹脂としては、ポリ（メタ）アクリル酸エステル等の（メタ）アクリル系樹脂；ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタール（ブチラール樹脂）；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂；ポリスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系樹脂；ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン等のアセタール樹脂；ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリジエン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、フッ素樹脂系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー；塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エチレン−４フッ化エチレン共重合体等のフッ素樹脂、ポリイミド、ポリ乳酸、ポリビニルアセタール樹脂、液晶性ポリエステル樹脂、等が挙げられる。これらの中でも、用途のことを考慮すると水溶性を有しないものが好ましく、また形態安定性をも考慮すると、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂等が好ましく、また生体親和性を考慮するとポリ乳酸も好ましい。
(Thermoplastic resin support)
The thermoplastic resin support used in the present invention is not particularly limited as long as it is a support made of a thermoplastic resin. Examples of the thermoplastic resin include (meth) acrylic resins such as poly (meth) acrylate esters; polyvinyl Polyvinyl acetal (butyral resin) such as butyral; Polyester resin such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; Polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene; Styrenic resin such as polystyrene and α-methylstyrene; Polyamide, polycarbonate, polyoxymethylene, etc. Acetal resin: Polyolefin thermoplastic elastomer, polystyrene thermoplastic elastomer, polydiene thermoplastic elastomer, polyurethane thermoplastic elastomer, polyester thermoplastic elastomer, Thermoplastic elastomers such as resin-based thermoplastic elastomers; vinyl chloride resins, polyurethane resins, fluoropolymers such as ethylene-tetrafluoroethylene copolymers, polyimides, polylactic acid, polyvinyl acetal resins, liquid crystalline polyester resins, etc. . Among these, those that do not have water solubility are preferable in consideration of applications, polyolefin resins, polyurethane resins, and the like are preferable in consideration of form stability, and polylactic acid is also preferable in consideration of biocompatibility.
熱可塑性樹脂の融点としては特に制限はなく、６０〜２５０℃であることが好ましく、７０〜２００℃であることがより好ましく、８０〜１５０℃であることがさらに好ましい。熱可塑性樹脂の融点が上記範囲内であると、本発明のフィブロイン複合体の製造方法において、熱圧着させる際に、フィブロイン多孔質体の変色、フィブロインの分解等が生じにくい傾向がある。 There is no restriction | limiting in particular as melting | fusing point of a thermoplastic resin, It is preferable that it is 60-250 degreeC, It is more preferable that it is 70-200 degreeC, It is further more preferable that it is 80-150 degreeC. When the melting point of the thermoplastic resin is within the above range, there is a tendency that discoloration of the fibroin porous body, decomposition of fibroin, and the like do not easily occur during thermocompression bonding in the method for producing a fibroin composite of the present invention.
また、ポリウレタン樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂支持体として他の樹脂材料を使用した場合と比較して、強度、伸縮性に優れる複合体が得られるため、好ましい。熱可塑性樹脂支持体としてポリウレタン樹脂フィルムを採用した複合体は、スキンケア部材、創傷被覆材に好適に使用することができる。 In addition, a polyurethane resin film is preferable because a composite having excellent strength and stretchability can be obtained as compared with the case where another resin material is used as the thermoplastic resin support. A composite employing a polyurethane resin film as a thermoplastic resin support can be suitably used for a skin care member and a wound dressing.
熱可塑性樹脂支持体は、フィルム状のものが最も容易に使用可能であるが、該支持体の形態はこれに限られるものではなく、例えば熱可塑性樹脂により構成される不織布状のもの、織布状のもの、フェルト状のもの、メッシュ状のものをはじめとし、繊維部分が一部に存在する構成のもの等の繊維状のもの、穴が開いたフィルム状のもの等も使用することができる。 The thermoplastic resin support can be most easily used in the form of a film. However, the form of the support is not limited to this, and for example, a non-woven form made of a thermoplastic resin or a woven fabric. Fiber-like things such as those having a fiber part, a film-like one having a hole, etc. can be used, including those in the shape of a fiber, felt-like, mesh-like, etc. .
熱可塑性樹脂支持体の形態として、上記のうち何を使用するかにより得られるフィブロイン複合体の特性に相違が生じるので、用途に応じた選定を行うことが好ましい。例えば、熱可塑性樹脂支持体としてフィルム状の形態のものを用いる場合、フィブロイン多孔質体との加熱圧着後もそのままフィルム状の支持体となる。一方、不織布状、織布状、メッシュ状、フェルト状等の繊維状の形態のものを用いると、穴のあいたフィルム状になる場合や、繊維密度が高いものを用いたり、十分な加熱温度や加圧条件で加熱圧着すると、穴の無いフィルム状になる場合もある。熱可塑性樹脂支持層として穴のあるフィルム状のものを採用する場合、穴の無い場合と比較して、引張強さには劣るものの通水性や通気性には優れるという利点を有する。また、加熱温度や加圧条件によっては、不織布状、織布状、メッシュ状、フェルト状等の繊維状の構造が一部残ったものとなる場合もある。
繊維状の形態のものを採用する場合、加熱圧着することで上記のような形態の変化以外にも、厚さ薄くなる。
従って、上記のような種々の形態の熱可塑性樹脂支持体の特徴を考慮し、所望の用途に求められる特性に応じて、該支持体の形態や材料（熱可塑性樹脂）を選択することが好ましい。
As the form of the thermoplastic resin support, there is a difference in the properties of the fibroin composite obtained depending on which of the above is used, so it is preferable to select according to the use. For example, when a thermoplastic resin support is used in the form of a film, it becomes a film-like support as it is even after thermocompression bonding with the fibroin porous body. On the other hand, when using a fiber-like form such as a non-woven form, a woven form, a mesh form, or a felt form, a film with a hole is formed, a high fiber density is used, a sufficient heating temperature, When thermocompression bonding is performed under pressure, the film may have no holes. When the film-like thing with a hole is employ | adopted as a thermoplastic resin support layer, it has the advantage that it is excellent in water permeability and air permeability, although it is inferior to tensile strength compared with the case where there is no hole. Moreover, depending on heating temperature and pressurization conditions, some fibrous structures, such as a nonwoven fabric shape, a woven fabric shape, a mesh shape, and a felt shape, may remain.
In the case of adopting a fibrous form, the thickness is reduced by thermocompression bonding in addition to the change in form as described above.
Accordingly, in consideration of the characteristics of the thermoplastic resin support in various forms as described above, it is preferable to select the form and material (thermoplastic resin) of the support according to the characteristics required for the desired application. .
熱可塑性樹脂支持体の厚さは特に制限はなく、用途に応じて適切な厚さのものを使用すればよい。機械的強度に優れ、複合体の質量が用途に応じた適切な範囲内となり、かつ曲げ易く使用感が良好となる観点から、熱可塑性樹脂支持体の厚さは、１〜１０００μｍであることが好ましく、１０〜５００μｍがより好ましく、２０〜２００μｍであることがさらに好ましい。 There is no restriction | limiting in particular in the thickness of a thermoplastic resin support body, The thing of an appropriate thickness should just be used according to a use. From the viewpoint of excellent mechanical strength, the mass of the composite is in an appropriate range according to the application, and it is easy to bend and has a good feeling of use, the thickness of the thermoplastic resin support may be 1-1000 μm. It is preferably 10 to 500 μm, more preferably 20 to 200 μm.
本発明において、熱可塑性樹脂支持体は少なくともフィブロイン多孔質体の片面に接合して設けられていればよく、フィブロイン多孔質体の両面に接合して設けられていてもよい。フィブロイン多孔質体の両面に熱可塑性樹脂支持体が設けられる場合、熱可塑性樹脂支持体を形成する素材は同一であってもよいし、異なっていてもよく、フィブロイン複合体の用途に応じて適宜選択すればよい。 In the present invention, the thermoplastic resin support is only required to be bonded to at least one surface of the fibroin porous body, and may be bonded to both surfaces of the fibroin porous body. When the thermoplastic resin support is provided on both surfaces of the fibroin porous body, the material forming the thermoplastic resin support may be the same or different, and depending on the use of the fibroin composite, Just choose.
（支持体と多孔質体との接合）
本発明のシルクフィブロイン複合体において、熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体とは少なくとも該支持体を構成する熱可塑性樹脂により接合されていればよく、この熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体との間に少なくとも存在することで接合力を発現する。
(Bonding of support and porous body)
In the silk fibroin composite of the present invention, it is sufficient that the thermoplastic resin support and the fibroin porous body are joined at least by a thermoplastic resin constituting the support, and the thermoplastic resin is a thermoplastic resin support. And the fibroin porous body are present at least so that the bonding force is expressed.
熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体との間に存在する、接合力を発現する熱可塑性樹脂は、本発明のフィブロイン複合体の製造工程のいずれかの段階において、少なくとも該支持体の該多孔質体と接合する接合面を加熱して、該接合面の熱可塑性樹脂を溶融状態とすることで、該多孔質体との接合力を発現する。そして、該接合面の熱可塑性樹脂を溶融状態のまま、フィブロイン多孔質体と圧着させる、すなわち、熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体とを加熱圧着させることにより、熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体とは接合され、フィブロイン複合体を形成する。 The thermoplastic resin that exhibits bonding strength between the thermoplastic resin support and the fibroin porous body is at least in the porous portion of the support in any stage of the production process of the fibroin composite of the present invention. The joining surface to be joined to the porous body is heated to bring the thermoplastic resin of the joining surface into a molten state, thereby expressing the joining force with the porous body. Then, the thermoplastic resin on the joint surface is pressure-bonded to the fibroin porous body in a molten state, that is, the thermoplastic resin support and the fibroin porous body are heat-pressed to thereby form the thermoplastic resin support and the fibroin. The porous body is joined to form a fibroin complex.
熱可塑性樹脂支持体を構成する熱可塑性樹脂は、その少なくとも一部が熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体との間に存在して接合力を発現していれば、その残りが例えばフィブロイン多孔質体の一部又は全体にわたって、その細孔内に存在していてもよい。熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体との界面、及び界面近傍の状態については直接確認することは困難であるが、熱可塑性樹脂支持体のフィブロイン多孔質体と接合する接合面が溶融した状態のまま、該多孔質体と圧着することで、溶融した熱可塑性樹脂は該多孔質体の細孔内に入り込んだ形で固化することにより、接合力が得られているものと推察される。いずれにしても、熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体との接合力は、少なくとも該支持体を構成する熱可塑性樹脂により得られている。 If at least a part of the thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin support exists between the thermoplastic resin support and the fibroin porous body and exhibits a bonding force, the remainder is, for example, a fibroin porous material. It may be present in the pores over part or all of the mass. Although it is difficult to directly check the interface between the thermoplastic resin support and the fibroin porous body, and the state in the vicinity of the interface, the bonding surface of the thermoplastic support that is bonded to the fibroin porous body is melted. It is inferred that the bonding strength is obtained by solidifying the melted thermoplastic resin by entering into the pores of the porous body by pressing with the porous body as it is. In any case, the joining force between the thermoplastic resin support and the fibroin porous body is obtained by at least the thermoplastic resin constituting the support.
本発明のフィブロイン複合体は、熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体とが接合されてなるものであり、一枚ずつの熱可塑性樹脂支持体及びフィブロイン多孔質体が接合されてなるものでもよいし、複数枚の熱可塑性樹脂支持体やフィブロイン多孔質体が接合されてなるものであってもよい。本発明のフィブロイン複合体の最も単純な構成は、熱可塑性樹脂支持体／フィブロイン多孔質体であり、本発明のフィブロイン複合体は、例えば、熱可塑性樹脂支持体／フィブロイン多孔質体／熱可塑性樹脂支持体からなる三層構成、熱可塑性樹脂支持体／フィブロイン多孔質体／熱可塑性樹脂支持体／フィブロイン多孔質体からなる四層構成、また、熱可塑性樹脂支持体／熱可塑性樹脂支持体／フィブロイン多孔質体といった変則的な層構成をとってもよく、上記の層構成に限らず、用途に応じて種々の層構成を取り得る。例えば、上記の変則的な層構成として例示した層構成において、熱可塑性樹脂支持体／熱可塑性樹脂支持体といった同種の層も、いずれかの支持体を構成する熱可塑性樹脂により接合すればよい。
また、フィブロイン複合体中に複数の熱可塑性樹脂支持体及び／又は複数のフィブロイン多孔質体を有する場合、これらの熱可塑性樹脂支持体やフィブロイン多孔質体は同一のものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよく、用途に応じて適宜選択することができる。
The fibroin composite of the present invention is formed by bonding a thermoplastic resin support and a fibroin porous body, and may be formed by bonding a thermoplastic resin support and a fibroin porous body one by one. In addition, a plurality of thermoplastic resin supports and fibroin porous bodies may be joined. The simplest structure of the fibroin composite of the present invention is a thermoplastic resin support / fibroin porous body, and the fibroin composite of the present invention is, for example, a thermoplastic resin support / fibroin porous body / thermoplastic resin. Three-layer structure consisting of a support, four-layer structure consisting of thermoplastic resin support / fibroin porous body / thermoplastic resin support / fibroin porous body, and thermoplastic resin support / thermoplastic resin support / fibroin An irregular layer structure such as a porous body may be adopted, and not only the layer structure described above but also various layer structures may be taken according to applications. For example, in the layer configuration exemplified as the above irregular layer configuration, the same kind of layers such as the thermoplastic resin support / thermoplastic resin support may be joined by the thermoplastic resin constituting any one of the supports.
Further, when the fibroin composite has a plurality of thermoplastic resin supports and / or a plurality of fibroin porous bodies, these thermoplastic resin supports and fibroin porous bodies may be the same, Different ones may be used and can be appropriately selected depending on the application.
本発明のフィブロイン複合体は、熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体という異素材のものを接合してなる複合体であり、接合力を発現する成分として熱可塑性樹脂支持体を構成する熱可塑性樹脂を用いている。複合体において異素材が増えるほど、柔軟性、肌触り等の質感が低減してしまうのが一般的である。しかし、本発明では、接合力を発現する成分として熱可塑性樹脂支持体を構成する熱可塑性樹脂を採用し、市販される樹脂等の有機化合物ベースの接着剤という異素材を使用しないことにより、優れた接合力を得ると同時に、柔軟性、肌触り等の質感を維持することを可能としている。 The fibroin composite of the present invention is a composite formed by joining thermoplastic resin supports and fibroin porous bodies of different materials, and the thermoplastic constituting the thermoplastic resin support as a component that develops bonding strength. Resin is used. Generally, as the number of different materials increases in the composite, the texture such as flexibility and touch is reduced. However, in the present invention, by adopting a thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin support as a component that expresses bonding strength, it is excellent by not using a different material such as an organic compound-based adhesive such as a commercially available resin. It is possible to maintain the texture such as flexibility and touch as well as obtaining a high bonding strength.
（複合体の諸性状）
本発明のフィブロイン複合体の引張強さは、用途に応じたハンドリング性や耐久性を有していれば特に制限はないが、通常引張強さは９５〜５００ｋＰａであることが好ましく、１５０〜４００ｋＰａであることがより好ましい。引張強さが上記範囲内であると、肌触りが良好であり、曲げ易く使用感が良好となる傾向があり、また、様々な用途において好適に用いることができる傾向がある。
ここで、引張強さは、５０ｍｍ×５ｍｍの大きさに切削したフィブロイン複合体の試験片について、万能試験機（「ＥＺ−（Ｎ）Ｓ（型番）」，（株）島津製作所製）を用い、ロードセルは５０Ｎ、つかみ具は引張試験用の冶具を用い、引張速度５ｍｍ／ｍｉｎ、初期つかみ具間距離３０ｍｍ、室温２２℃の条件下で、破断した時点でのロード（Ｎ）を測定し、以下の式により算出した値である。
引張強さ（ｋＰａ）＝破断時ロード（Ｎ）÷複合体厚さ（ｍｍ）÷５×１０００
測定したものである。
(Properties of the composite)
The tensile strength of the fibroin composite of the present invention is not particularly limited as long as it has handling properties and durability depending on the use, but the tensile strength is preferably 95 to 500 kPa, preferably 150 to 400 kPa. It is more preferable that When the tensile strength is within the above range, the touch is good, the material tends to bend and the feeling of use tends to be good, and it tends to be suitably used in various applications.
Here, for the tensile strength, a universal tester (“EZ- (N) S (model number)”, manufactured by Shimadzu Corporation) was used for a fibroin composite specimen cut to a size of 50 mm × 5 mm. The load cell is 50 N, the gripping tool is a jig for tensile test, the load (N) at the time of breaking is measured under the conditions of a tensile speed of 5 mm / min, an initial gripping distance of 30 mm, and a room temperature of 22 ° C. It is a value calculated by the following formula.
Tensile strength (kPa) = Load at break (N) ÷ Composite thickness (mm) ÷ 5 × 1000
It is measured.
また、本発明のフィブロイン複合体の引裂き強さは、用途に応じたハンドリング性や耐久性を有していれば特に制限はないが、通常垂直方向（ＴＤ方向）の引裂き強さは２００〜５０００Ｎ／ｍであることが好ましく、３００〜２５００Ｎ／ｍであることがより好ましく、４００〜１５００Ｎ／ｍであることがさらに好ましい。引裂き強さが上記範囲内であると、肌触りが良好であり、曲げ易く使用感が良好となる傾向があり、また、様々な用途において好適に用いることができる傾向がある。
ここで、引裂き強さは、複合体の引裂き力の中央値を該複合体の厚さ（ｍ）で割って得られた値である。より具体的には、例えば、１００ｍｍ×１５ｍｍの大きさに切削し、かつ長さ４０ｍｍの切込みを入れた、トラウザ形に打ち抜いたフィブロイン複合体の試験片について、万能試験機（「ＥＺ−（Ｎ）Ｓ（型番）」，（株）島津製作所製）を用い、ロードセルは５Ｎ、つかみ具は引張試験用の冶具を用い、引裂き速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、初期つかみ具間距離４０ｍｍ、室温２２℃の条件下で、図２に示されるように、引裂き力の中央値を測定し、以下の式により算出した値である。
引裂き強さ＝引裂き力の中央値（Ｎ）／試験片の厚さ（ｍ）
The tear strength of the fibroin composite of the present invention is not particularly limited as long as it has handling properties and durability according to the application, but usually the tear strength in the vertical direction (TD direction) is 200 to 5000 N. / M, preferably 300 to 2500 N / m, and more preferably 400 to 1500 N / m. When the tear strength is within the above range, the touch is good, the material tends to bend easily and the feeling of use tends to be good, and it tends to be suitably used in various applications.
Here, the tear strength is a value obtained by dividing the median value of the tearing force of the composite by the thickness (m) of the composite. More specifically, for example, a test piece of a fibroin composite that is cut into a size of 100 mm × 15 mm and cut into a length of 40 mm and punched into a trouser shape is a universal testing machine (“EZ- (N ) S (model number) ”(manufactured by Shimadzu Corporation), load cell is 5N, gripping tool is a jig for tensile test, tearing speed is 200 mm / min, initial gripping distance is 40 mm, and room temperature is 22 ° C. Below, as shown in FIG. 2, the median value of the tearing force is measured, and is a value calculated by the following equation.
Tearing strength = median tearing force (N) / thickness of specimen (m)
（複合体の用途）
本発明のフィブロイン複合体は、フィブロイン多孔質体、とりわけシルクフィブロイン多孔質体の優れた吸水性や柔軟性、肌触り等の質感の長所を損なうことなく、引張強さや引裂き強さといった機械的強度にも優れている。また、生体に対する安全性も高いことから、エステティックサロンや個人での使用による化粧品・エステ分野、とりわけフェイスマスクやアイマスク等のスキンケア部材として極めて有用である。
また、本発明のフィブロイン複合体は、細胞増殖性にも優れるため、再生医療における細胞培養支持体（足場材料）としても極めて有用である。
さらに、生体親和性にも優れるため、指、肘、膝等の人体の稼動部への貼り付けが想定される創傷被覆材や薬剤徐放担体、癒着防止剤等の医療分野の他、紙おむつや生理用品等の生活日用品分野での使用にも極めて有用である。
(Use of composite)
The fibroin composite of the present invention has a mechanical strength such as tensile strength and tear strength without damaging the excellent water absorption, flexibility and texture of the fibroin porous body, especially silk fibroin porous body. Is also excellent. In addition, since it is highly safe for living bodies, it is extremely useful as a skin care member such as a face mask and an eye mask, especially in the cosmetic / esthetic field by use in esthetic salons and individuals.
In addition, the fibroin complex of the present invention is also extremely useful as a cell culture support (scaffold material) in regenerative medicine because it is excellent in cell proliferation.
Furthermore, because of its excellent biocompatibility, in addition to the medical field such as wound dressings, drug sustained-release carriers, and anti-adhesion agents that are expected to be applied to the moving parts of the human body such as fingers, elbows, and knees, disposable diapers and It is extremely useful for use in the daily necessities field such as sanitary products.
〔フィブロイン複合体の製造方法〕
本発明のフィブロイン複合体の製造方法は、フィブロイン多孔質体と熱可塑性樹脂支持体とを、少なくとも該熱可塑性樹脂支持体の該フィブロイン多孔質体と接合する面を加熱し、圧着することを特徴とするものである。
ここで、熱可塑性樹脂支持体、フィブロイン多孔質体は上記のフィブロイン多孔質体の製造において説明したものと同じである。
[Method for producing fibroin complex]
The method for producing a fibroin composite of the present invention is characterized in that a fibroin porous body and a thermoplastic resin support are heated and pressure-bonded by heating at least a surface of the thermoplastic resin support that is bonded to the fibroin porous body. It is what.
Here, the thermoplastic resin support and the fibroin porous body are the same as those described in the production of the fibroin porous body.
熱圧着の方法としては、少なくとも熱可塑性樹脂支持体のフィブロイン多孔質体と接合する接合面を加熱し、該熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体とを圧着できる方法であれば特に制限はなく、例えばホットプレス、ホットラミネーター、真空ラミネーター、カレンダーロール等を用いて行うことができる。 The method for thermocompression bonding is not particularly limited as long as it is a method capable of heating at least the joining surface of the thermoplastic resin support to be bonded to the fibroin porous body and pressure bonding the thermoplastic resin support and the fibroin porous body. For example, it can be performed using a hot press, a hot laminator, a vacuum laminator, a calender roll or the like.
加熱温度としては、熱可塑性樹脂支持体を構成する熱可塑性樹脂の融点以上、好ましくは５℃程度高い温度で行うことが好ましい。このような加熱温度とすることで、フィブロイン多孔質体を不要に高温に晒すことがなく、該多孔質体の着色やフィブロインの分解を抑えることができ、また熱可塑性樹脂を溶融しすぎることがないので、優れた接合力が得られ、かつ熱可塑性樹脂支持体の形態安定性も得られる傾向がある。加熱温度は上記のように熱可塑性樹脂により異なるが、通常６０〜２５０℃であることが好ましく、７０〜２００℃であることがより好ましく、８０〜１５０℃であることがさらに好ましい。 The heating temperature is preferably higher than the melting point of the thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin support, preferably about 5 ° C. higher. By setting such a heating temperature, the fibroin porous body is not unnecessarily exposed to a high temperature, coloring of the porous body and decomposition of the fibroin can be suppressed, and the thermoplastic resin can be melted too much. Therefore, there is a tendency that excellent bonding strength can be obtained and the shape stability of the thermoplastic resin support can be obtained. Although heating temperature changes with thermoplastic resins as mentioned above, it is preferable that it is 60-250 degreeC normally, it is more preferable that it is 70-200 degreeC, and it is further more preferable that it is 80-150 degreeC.
加熱は少なくとも熱可塑性樹脂のフィブロイン多孔質体との接合面に行えばよく、また熱圧着する際に使用する装置に応じて、熱可塑性樹脂支持体及びフィブロイン多孔質体の全体に加熱してもよい。フィブロイン多孔質体の着色や該多孔質体を構成するフィブロインの分解を抑える観点から、フィブロイン多孔質体は加熱しないようにすることが好ましい。
例えば、部分的に加熱温度を調整できる場合は、フィブロイン多孔質体への加熱温度を低くすることが好ましく、またそのような調整ができない場合は、フィブロイン多孔質体を設置する部分に断熱材を敷く等の方法により、多孔質体への加熱を低減することができる。
Heating may be performed at least on the joint surface of the thermoplastic resin with the fibroin porous body, and depending on the apparatus used for thermocompression bonding, the entire thermoplastic resin support and the fibroin porous body may be heated. Good. From the viewpoint of suppressing the coloring of the fibroin porous body and the decomposition of the fibroin constituting the porous body, it is preferable that the fibroin porous body is not heated.
For example, when the heating temperature can be partially adjusted, it is preferable to lower the heating temperature to the fibroin porous body, and when such adjustment cannot be performed, a heat insulating material is provided on the part where the fibroin porous body is installed. Heating to the porous body can be reduced by a method such as spreading.
また、熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体とを、加熱圧着して接合するため、フィブロイン多孔質体は乾燥したもの、すなわち上記の乾燥フィブロイン多孔質体を用いることが好ましい。水分を実質含まない乾燥フィブロイン多孔質体を用いることで、熱可塑性樹脂支持体との優れた接合力が得られる。 Moreover, in order to join the thermoplastic resin support and the fibroin porous body by thermocompression bonding, it is preferable to use a dried fibroin porous body, that is, the above-mentioned dry fibroin porous body. By using a dry fibroin porous body substantially free of moisture, an excellent bonding force with the thermoplastic resin support can be obtained.
圧着する際には、フィブロイン多孔質体が潰れない程度、あるいは潰れても回復する程度に圧力をかけることが肝要である。そのような圧力で圧着することで、フィブロイン複合体の優れた質感が得られる。 When crimping, it is important to apply pressure to such an extent that the fibroin porous material is not crushed or recovered even if it is crushed. By pressing with such a pressure, an excellent texture of the fibroin complex can be obtained.
本発明のフィブロイン複合体の製造方法において、熱可塑性樹脂支持体に加熱処理を施す際に、加熱及び加圧機器のプレス板やロール等といった、該熱可塑性樹脂支持体が直接触れる部材に該支持体が融着してしまう場合がある。このような融着を防止する観点から、熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体とを加熱及び加圧機器に配置する際に、融着防止シートを該支持体に接するように積層し、該融着防止シートを介して該熱可塑性樹脂支持体を加熱し、圧着することが好ましい。
また、このような融着防止シートを使用する場合、熱圧着時の加熱温度をその厚さや素材に応じて適宜調整することが好ましい。具体的には、融着防止シートを形成する材料の融点よりも１０〜８０℃高い温度で加熱することが好ましい。
In the method for producing a fibroin composite of the present invention, when the thermoplastic resin support is subjected to a heat treatment, the support such as a press plate or a roll of a heating and pressurizing device, which is directly touched by the thermoplastic resin support. The body may be fused. From the viewpoint of preventing such fusion, when the thermoplastic resin support and the fibroin porous material are arranged in a heating and pressurizing device, a fusion prevention sheet is laminated so as to contact the support, The thermoplastic resin support is preferably heated and pressure-bonded via an anti-fusion sheet.
Moreover, when using such a fusion prevention sheet, it is preferable to adjust the heating temperature at the time of thermocompression bonding according to the thickness and material. Specifically, it is preferable to heat at a temperature 10 to 80 ° C. higher than the melting point of the material forming the anti-fusing sheet.
融着防止シートとしては、熱可塑性樹脂が融着しにくい素材で構成されるシートであれば特に制限なく、例えば、紙質基材の表面にポリオレフィン樹脂、イソプレン樹脂、ブタジエン樹脂等のゴム系エラストマー、シリコーン樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、長鎖アルキル含有樹脂等公知の剥離処理剤が施された剥離紙、シリコーン樹脂やフッ素樹脂からなる樹脂シート等が好ましく挙げられる。 The fusion prevention sheet is not particularly limited as long as the thermoplastic resin is a sheet made of a material that is difficult to fuse, for example, a rubber-based elastomer such as polyolefin resin, isoprene resin, butadiene resin on the surface of a paper-based substrate, Preferable examples include release paper to which a known release treatment agent such as silicone resin, alkyd resin, fluororesin, and long-chain alkyl-containing resin is applied, and a resin sheet made of silicone resin or fluororesin.
融着防止シートの厚さは、熱可塑性樹脂支持体とフィブロイン多孔質体との加熱圧着を阻害しない程度であれば特に制限はなく、例えば１０〜１００μｍ程度であることが好ましく、２０〜８０μｍであることがより好ましい。
融着防止シートの大きさとしては、熱可塑性樹脂支持体の融着を防止する観点から、熱可塑性樹脂支持体と同じであるか、該支持体よりも大きいものであることが好ましい。また、融着防止シートを使用する場合、加熱及び加圧機器のプレス板やロール等は融着防止シートの厚さに応じて適宜選択すればよい。
The thickness of the anti-fusing sheet is not particularly limited as long as it does not hinder the thermocompression bonding between the thermoplastic resin support and the fibroin porous body, and is preferably about 10 to 100 μm, for example, 20 to 80 μm. More preferably.
The size of the anti-fusing sheet is preferably the same as that of the thermoplastic resin support or larger than the support from the viewpoint of preventing fusion of the thermoplastic resin support. Moreover, what is necessary is just to select suitably the press board of a heating and pressurization apparatus, a roll, etc. according to the thickness of a fusion prevention sheet, when using a fusion prevention sheet.
また、熱可塑性樹脂支持体の融着を防止するため、加熱及び加圧機器のプレス板やロール等といった、該熱可塑性樹脂支持体が直接触れる部材に融着防止コーティングすることによっても、熱可塑性樹脂の加熱及びか圧機器への融着を防止することができるので好ましい。融着防止コーティングの材質は、使用する熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択すればよく、耐熱性と汎用性からフッ素樹脂でコーティングすることが好ましい。フッ素樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）等が好ましく挙げられる。 Further, in order to prevent the thermoplastic resin support from being fused, the thermoplastic resin support can also be formed by coating the member directly touching the thermoplastic resin support such as a press plate or a roll of a heating and pressurizing device. This is preferable because the resin can be prevented from being heated and fused to a pressure device. The material for the anti-fusing coating may be appropriately selected according to the type of thermoplastic resin to be used, and it is preferable to coat with a fluororesin from the viewpoint of heat resistance and versatility. Preferred examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene (PTFE) and perfluoroalkoxy fluororesin (PFA).
以下に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
（評価方法）
（１）接合力の評価
実施例及び比較例で得られたシルクフィブロイン複合体について、熱可塑性樹脂支持体の端部のシルクフィブロイン多孔質体が無い部分を指でつまんで３０秒間持ち上げて、熱可塑性樹脂支持体とシルクフィブロイン多孔質体とが剥離しないか目視し、下記の基準で評価した。
○ ：全く剥離することがなかった。
△ ：ほとんど剥離することがなかった。
× ：剥離が生じた。
（２）引張強さの測定
実施例及び比較例で得られたシルクフィブロイン複合体について、下記の方法で引張強さを測定した。
５０ｍｍ×５ｍｍの大きさに切削したシルクフィブロイン複合体の試験片について、万能試験機（「ＥＺ−（Ｎ）Ｓ（型番）」，（株）島津製作所製）を用い、ロードセルは５０Ｎ、つかみ具は引張試験用の冶具を用い、引張速度５ｍｍ／ｍｉｎ、初期つかみ具間距離３０ｍｍ、室温２２℃の条件下で測定した。
（３）引裂き強さの測定
１００ｍｍ×１５ｍｍの大きさに切削し、かつ長さ４０ｍｍの切込みを入れた、トラウザ形に打ち抜いたシルクフィブロイン複合体の試験片について、万能試験機（「ＥＺ−（Ｎ）Ｓ（型番）」，（株）島津製作所製）を用い、ロードセルは５Ｎ、つかみ具は引張試験用の冶具を用い、引裂き速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、初期つかみ具間距離４０ｍｍ、室温２２℃の条件下で、引裂き力の中央値を測定し、以下の式により算出した値である。
引裂き強さ＝引裂き力の中央値（Ｎ）／試験片の厚さ（ｍ）
（４）シルクフィブロイン複合体の断面の観察
実施例及び比較例で得られたシルクフィブロイン複合体の断面を、走査型電子顕微鏡（「Ｎｅｏ Ｓｃｏｐｅ ＪＣＭ−５０００（型番）」，日本電子（株）製）を使用して、高真空Ｐｔ蒸着モード、加速電圧１０ｋＶで観察した。
(Evaluation method)
(1) Evaluation of bonding strength For the silk fibroin composites obtained in the examples and comparative examples, the portion without the silk fibroin porous body at the end of the thermoplastic resin support was pinched with a finger and lifted for 30 seconds to heat The plastic resin support and the silk fibroin porous body were visually inspected for peeling and evaluated according to the following criteria.
○: No peeling at all.
Δ: Almost no peeling.
X: Peeling occurred.
(2) Measurement of tensile strength About the silk fibroin composite obtained by the Example and the comparative example, tensile strength was measured with the following method.
Using a universal testing machine ("EZ- (N) S (model number)", manufactured by Shimadzu Corporation) for a test piece of silk fibroin composite cut to a size of 50 mm x 5 mm, the load cell is 50 N, and the gripping tool Was measured using a tensile test jig under the conditions of a tensile speed of 5 mm / min, a distance between initial grippers of 30 mm, and a room temperature of 22 ° C.
(3) Measurement of tear strength About a test piece of silk fibroin composite cut into a size of 100 mm × 15 mm and punched into a trouser shape with a 40 mm length cut, a universal testing machine (“EZ- ( N) S (model number), manufactured by Shimadzu Corporation), load cell is 5N, gripping tool is a jig for tensile test, tearing speed is 200mm / min, initial gripping distance is 40mm, room temperature is 22 ° C. Under the conditions, the median value of the tearing force is measured, and is a value calculated by the following equation.
Tearing strength = median tearing force (N) / thickness of specimen (m)
(4) Observation of the cross section of the silk fibroin complex The cross section of the silk fibroin complex obtained in the examples and comparative examples was scanned using a scanning electron microscope (“Neo Scope JCM-5000 (model number)”, manufactured by JEOL Ltd. ) Using a high vacuum Pt deposition mode and an acceleration voltage of 10 kV.
製造例１：シルクフィブロイン多孔質体の製造
（シルクフィブロイン水溶液の調製）
シルクフィブロイン水溶液は、高圧精錬済み切繭（ながすな繭（株）製）４０ｇを９Ｍ臭化リチウム水溶液４００ｍＬに溶解し、常温で４時間攪拌して溶解した。次いで、遠心分離（回転速度：１２，０００ｒｐｍ、５分間）して、デカンテーションで沈殿物を除去した後、透析チューブ（Ｓｐｅｃｔｒａ/ＰｏｒR１ Ｄｉａｌｙｓｉｓ Ｍｅｍｂｒａｎｅ、ＭＷＣＯ６，０００−８，０００、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ, Ｉｎｃ.製）に注入し、超純水製造装置（ＰＲＯ−０５００及びＦＰＣ−０５００（型番）、オルガノ（株）製）から採水した超純水５Ｌに対して１２時間の透析を５回繰り返し、シルクフィブロイン水溶液を得た。
得られたシルクフィブロイン水溶液２ｍＬをポリスチレン製容器に分取し、秤量した後、庫内温度をあらかじめ−２０℃程度に調整しておいたノンフロン冷蔵冷凍庫（「Ｒ−Ｙ３７０（型番）」、（株）日立製作所製）の冷凍室で１２時間かけて凍結し、凍結乾燥機（「ＦＤＵ−１２００（型番）」、東京理化器械（株）製）中で７時間凍結乾燥した。得られた乾燥物を凍結乾燥機から取り出して３０秒以内に秤量し、重量減少からシルクフィブロイン水溶液中のシルクフィブロイン濃度（ｗｔ／ｖｏｌ％）を定量した。
Production Example 1: Production of silk fibroin porous material (preparation of silk fibroin aqueous solution)
The silk fibroin aqueous solution was obtained by dissolving 40 g of high-pressure smelted slag (manufactured by Nagasuna Coffee Co., Ltd.) in 400 mL of 9M lithium bromide aqueous solution and stirring at room temperature for 4 hours. Then, after centrifuging (rotation speed: 12,000 rpm, 5 minutes) and removing the precipitate by decantation, a dialysis tube (Spectra / PorR1 Dialyzation Membrane, MWCO 6,000-8,000, Spectrum Laboratories, Inc.). Dialysis for 12 hours against 5 L of ultrapure water collected from ultrapure water production equipment (PRO-0500 and FPC-0500 (model number), manufactured by Organo Co., Ltd.) An aqueous fibroin solution was obtained.
After dispensing 2 mL of the obtained silk fibroin aqueous solution into a polystyrene container and weighing it, a non-Freon refrigerated freezer ("R-Y370 (model number)", (stock) whose internal temperature was adjusted to about -20 ° C in advance. The product was frozen for 12 hours in a freezer compartment of Hitachi, Ltd.) and lyophilized for 7 hours in a freeze dryer (“FDU-1200 (model number)”, manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.). The obtained dried product was taken out from the freeze dryer and weighed within 30 seconds, and the silk fibroin concentration (wt / vol%) in the silk fibroin aqueous solution was determined from the weight reduction.
（シルクフィブロイン多孔質体の製造）
濃度を測定したシルクフィブロイン水溶液に、酢酸及び超純水を加え、シルクフィブロイン濃度４０ｗｔ／ｖｏｌ％、酢酸濃度２体積％のシルクフィブロイン水溶液を調製した。このシルクフィブロイン水溶液をアルミ製容器（内側サイズ：６０ｍｍ×８０ｍｍ×０．４ｍｍ、６０ｍｍ×８０ｍｍ×０．８ｍｍ、６０ｍｍ×８０ｍｍ×３ｍｍの三種類）に流し込んで封入し、−５℃の低温恒温槽（「ＮＣＢ−３３００（型番）、東京理化器械（株）製）に入れて２時間保持し、その後、低温恒温槽の温度を５時間かけて−２０℃まで下げて、−２０℃で５時間保持した。凍結した試料を室温で自然解凍してから、容器から取り出し、シルクフィブロイン多孔質体を得た。
容器から取り出したシルクフィブロイン多孔質体を１０Ｌの超純水中で１２ｈごとに水を換えて５日間静置し、酢酸を除去した。酢酸除去後のシルクフィブロイン多孔質体を３体積％のグリセリン水溶液１０Ｌに３日間浸漬した後、−２５℃に維持した冷凍庫中で６時間かけて凍結した。得られた凍結物を凍結乾燥機（「ＦＤ−５５０Ｐ（型番）」、東京理化器械（株）製）に入れて３日間かけて凍結乾燥した。得られた乾燥物を以下の実施例中でシルクフィブロイン多孔質体として使用した。このようにして得られたシルクフィブロイン多孔質体は、柔軟で肌触りがよく、質感に優れるものであった。
(Manufacture of silk fibroin porous material)
Acetic acid and ultrapure water were added to the silk fibroin aqueous solution whose concentration was measured to prepare a silk fibroin aqueous solution having a silk fibroin concentration of 40 wt / vol% and an acetic acid concentration of 2 vol%. This silk fibroin aqueous solution is poured into an aluminum container (inner size: 60 mm x 80 mm x 0.4 mm, 60 mm x 80 mm x 0.8 mm, 60 mm x 80 mm x 3 mm) and sealed at a low temperature constant temperature bath of -5 ° C. ("NCB-3300 (model number), manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.) and hold for 2 hours, and then lower the temperature of the low-temperature thermostatic bath to -20 ° C over 5 hours, and at -20 ° C for 5 hours. The frozen sample was naturally thawed at room temperature and then taken out of the container to obtain a silk fibroin porous material.
The silk fibroin porous material taken out from the container was left to stand in 5 liters of ultrapure water every 12 hours with the water changed for 5 days to remove acetic acid. The silk fibroin porous material after removal of acetic acid was immersed in 10 L of a 3% by volume glycerin aqueous solution for 3 days, and then frozen for 6 hours in a freezer maintained at −25 ° C. The obtained frozen product was put into a freeze dryer (“FD-550P (model number)”, manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.) and freeze-dried for 3 days. The obtained dried product was used as a silk fibroin porous material in the following examples. The silk fibroin porous material thus obtained was soft and soft to the touch and excellent in texture.
得られたシルクフィブロイン多孔質体について平均細孔径を求めたところ、６８．３μｍであることが分かった。ここで、平均細孔径は、多孔質体の走査型電子顕微鏡写真を５枚撮影し、さらに異なる日に作製した多孔質体の走査型電子顕微鏡写真を５枚撮影し、それら１０枚の走査型電子顕微鏡写真を画像解析ソフト（「ＩｍａｇｅＪ（商品名）」、アメリカ国立衛生研究所製）を用いて画像処理し、算出した細孔径の平均値である。 When the average pore diameter of the obtained silk fibroin porous material was determined, it was found to be 68.3 μm. Here, the average pore diameter is obtained by taking five scanning electron micrographs of the porous body, and further by taking five scanning electron micrographs of the porous body prepared on different days, and scanning these ten scanning electron micrographs. This is an average value of pore diameters calculated by image processing of electron micrographs using image analysis software (“ImageJ (trade name)”, manufactured by National Institutes of Health, USA).
得られたシルクフィブロイン多孔質体について空孔率を求めたところ、９６．２％であることが分かった。ここで、空孔率は、得られた多孔質体を純水中に１日静置し完全に吸水させ、秤量した後（湿重量）、凍結乾燥して多孔質体中の水分を完全に除去し、再度秤量した（乾燥重量）。水の密度を１ｇ／ｃｍ3、フィブロインの密度を１．２ｇ／ｃｍ3、含水状態のフィブロイン多孔質体の密度を１ｇ／ｃｍ3と仮定し、次式に従ってシルクフィブロイン多孔質体の空孔率の測定を行って得られた値である。
空孔率＝（湿重量−乾燥重量／１．２）／湿重量×１００
When the porosity was calculated | required about the obtained silk fibroin porous body, it turned out that it is 96.2%. Here, the porosity is determined by allowing the obtained porous body to stand in pure water for 1 day to completely absorb water, weighing it (wet weight), and then freeze-drying to completely remove the water in the porous body. Removed and reweighed (dry weight). Assuming that the density of water is 1 g / cm 3 , the density of fibroin is 1.2 g / cm 3 , and the density of the fibroin porous material in a water-containing state is 1 g / cm 3 , the porosity of the silk fibroin porous material is calculated according to the following formula: It is the value obtained by measuring.
Porosity = (wet weight−dry weight / 1.2) / wet weight × 100
また、得られたシルクフィブロイン多孔質体にグリセリンが含まれているか否かを、全反射の赤外分光法で評価した。赤外分光装置として、「ＦＴＳ ６０００ ＳＰＥＣＴＲＯＭＥＴＥＲ（型番）」（Ｂｉｏ−Ｒａｄ社製）を用いた。この結果、図７に示されるように、Ｃ−Ｏ、Ｏ−Ｈの吸収が増大していることから、シルクフィブロイン多孔質体内にはグリセリンが含まれていることが分かった。 Further, whether or not glycerin was contained in the obtained silk fibroin porous material was evaluated by infrared spectroscopy of total reflection. As the infrared spectroscopic device, “FTS 6000 SPECTROMETER (model number)” (manufactured by Bio-Rad) was used. As a result, as shown in FIG. 7, the absorption of C—O and OH was increased, and thus it was found that glycerin was contained in the silk fibroin porous body.
実施例１
製造例１で得られたシルクフィブロイン多孔質体（厚さ：０．８ｍｍ）の上に熱可塑性樹脂支持体、その上に融着防止シートである剥離紙を積層し、該融着防止シート上に１８０℃に加熱した厚さ５ｍｍのアルミ板をのせて、３０秒間静置して、シルクフィブロイン多孔質体と熱可塑性樹脂支持体とを加熱圧着した。次いで、アルミ板を外し、融着防止シートを除去して、シルクフィブロイン複合体を得た。ここで、熱可塑性樹脂支持体としてポリウレタン樹脂フィルム（サイズ：７０ｍｍ×９０ｍｍ、厚さ：７０μｍ、シーダム（株）製）を用いた。得られたシルクフィブロイン複合体について、接合力の評価を行った。評価の結果を第１表に示す。
Example 1
A thermoplastic resin support is laminated on the silk fibroin porous material (thickness: 0.8 mm) obtained in Production Example 1, and a release paper which is an anti-fusing sheet is laminated thereon, on the anti-fusing sheet. An aluminum plate having a thickness of 5 mm heated to 180 ° C. was placed thereon and allowed to stand for 30 seconds, and the silk fibroin porous body and the thermoplastic resin support were subjected to thermocompression bonding. Next, the aluminum plate was removed, and the anti-fusing sheet was removed to obtain a silk fibroin composite. Here, a polyurethane resin film (size: 70 mm × 90 mm, thickness: 70 μm, manufactured by Seadam Co., Ltd.) was used as the thermoplastic resin support. The resulting silk fibroin complex was evaluated for bonding strength. The results of evaluation are shown in Table 1.
実施例２〜１５
実施例１において、多孔質層の厚さ、熱可塑性樹脂支持体の種類、融着防止シートの使用有無及び種類、並びにアルミ板のコーティング有無及びコーティング種類を第１表に記載のものにかえた以外は、実施例１と同様にして実施例２〜１５のシルクフィブロイン複合体を作製した。
Examples 2-15
In Example 1, the thickness of the porous layer, the type of thermoplastic resin support, the presence / absence and type of the anti-fusing sheet, and the presence / absence of coating of the aluminum plate and the coating type were changed to those shown in Table 1. Except for the above, silk fibroin complexes of Examples 2 to 15 were produced in the same manner as Example 1.
支持体Ａ：ポリウレタン樹脂フィルム（サイズ：７０ｍｍ×９０ｍｍ、厚さ：７０μｍ、「ＳＨＭ−１０１（型番）」、シーダム（株）製）
支持体Ｂ：ポリウレタン樹脂フィルム（サイズ：７０ｍｍ×９０ｍｍ、厚さ：３０μｍ、「ＳＨＭ−１０１（型番）」、シーダム（株）製）
支持体Ｃ：ポリウレタン樹脂フィルム（サイズ：７０ｍｍ×９０ｍｍ、厚さ：５０μｍ、「ＳＨＭ−１０１（型番）」、シーダム（株）製）
支持体Ｄ：上記支持体Ａを８枚重ねたもの
支持体Ｅ：ポリウレタン樹脂不織布（サイズ：７０ｍｍ×９０ｍｍ、目付け：２５ｇ／ｍ2、「エスパンシオーネＦＦ（商品名）」、ＫＢセーレン（株）製）
支持体Ｆ：ポリウレタン樹脂不織布（サイズ：７０ｍｍ×９０ｍｍ、目付け：５０ｇ／ｍ2、「エスパンシオーネＦＦ（商品名）」、ＫＢセーレン（株）製）
支持体Ｇ：ポリプロピレン樹脂フィルム（サイズ：７０ｍｍ×９０ｍｍ、厚さ：２０μｍ、「トレファン（商品名）」、東レ（株）製）
支持体Ｈ：ポリプロピレン樹脂フィルム（サイズ：７０ｍｍ×９０ｍｍ、厚さ：１００μｍ、「トレファン（商品名）」、東レ（株）製）
支持体Ｉ：スパンボンドポリプロピレン樹脂不織布（サイズ：７０ｍｍ×９０ｍｍ、目付け：３０ｇ／ｍ2、前田工繊（株）製）
支持体Ｊ：ポリエチレン樹脂不織布（サイズ：７０ｍｍ×９０ｍｍ、目付け：５０ｇ／ｍ2、出光ユニテック（株）製）
＊２，目付けは、支持体の単位面積当たりの質量を意味する。また、融着防止シートの目付けも同じ意味である。
＊３，以下の融着防止シートを用いた。
融着防止シートＡ：剥離紙（シリコンコーティンググラシン紙、目付け：６０ｇ／ｍ2）
融着防止シートＢ：フッ素樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ、「ニトフロンフィルムＮｏ．９００ＵＬ（商品名）」、日東電工（株）製）
＊４，アルミ板 コーティング種類は以下の通りである。
コーティングＡ：フッ素樹脂コート（厚さ：５０μｍ、「ＮＦ−００７Ｔ（商品名）」、主成分：ＰＴＦＥ、日本フッ素工業（株）製）
Support A: Polyurethane resin film (size: 70 mm × 90 mm, thickness: 70 μm, “SHM-101 (model number)”, manufactured by Seadom Co., Ltd.)
Support B: Polyurethane resin film (size: 70 mm × 90 mm, thickness: 30 μm, “SHM-101 (model number)”, manufactured by Seadom Co., Ltd.)
Support C: Polyurethane resin film (size: 70 mm × 90 mm, thickness: 50 μm, “SHM-101 (model number)”, manufactured by Seadom Co., Ltd.)
Support D: Eight above-mentioned support A stacked E Support: Polyurethane resin nonwoven fabric (size: 70 mm × 90 mm, basis weight: 25 g / m 2 , “Espancione FF (trade name)”, KB Seiren Co., Ltd. ) Made)
Support F: Polyurethane resin nonwoven fabric (size: 70 mm × 90 mm, basis weight: 50 g / m 2 , “Espancione FF (trade name)”, manufactured by KB Seiren Co., Ltd.)
Support G: Polypropylene resin film (size: 70 mm × 90 mm, thickness: 20 μm, “Trefan (trade name)”, manufactured by Toray Industries, Inc.)
Support H: Polypropylene resin film (size: 70 mm × 90 mm, thickness: 100 μm, “Trefan (trade name)”, manufactured by Toray Industries, Inc.)
Support I: Spunbond polypropylene resin nonwoven fabric (size: 70 mm × 90 mm, basis weight: 30 g / m 2 , manufactured by Maeda Kosen Co., Ltd.)
Support J: Polyethylene resin nonwoven fabric (size: 70 mm × 90 mm, basis weight: 50 g / m 2 , manufactured by Idemitsu Unitech Co., Ltd.)
* 2. The basis weight means the mass per unit area of the support. Further, the basis weight of the anti-fusing sheet has the same meaning.
* 3. The following anti-fusion sheet was used.
Fusing prevention sheet A: Release paper (silicon coated glassine paper, basis weight: 60 g / m 2 )
Anti-fusion sheet B: fluororesin film (thickness: 50 μm, “Nitoflon film No. 900UL (trade name)”, manufactured by Nitto Denko Corporation)
* 4 Aluminum plate The coating types are as follows.
Coating A: Fluorine resin coat (thickness: 50 μm, “NF-007T (trade name)”, main component: PTFE, manufactured by Nippon Fluoro Kogyo Co., Ltd.)
実施例１６
製造例１において用いる酢酸にかえてエタノールを用いた以外は製造例１と同様にしてシルクフィブロイン多孔質体を作製し、該シルクフィブロイン多孔質体を実施例２において用いた以外は実施例２と同様にして、実施例１６のシルクフィブロイン複合体を得て、接合力を評価した。得られたシルクフィブロイン複合体の接合力の評価は全て○であり、優れていることが確認された。
Example 16
A silk fibroin porous material was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that ethanol was used instead of acetic acid used in Production Example 1, and Example 2 was used except that the silk fibroin porous material was used in Example 2. Similarly, the silk fibroin composite of Example 16 was obtained and the bonding strength was evaluated. All of the evaluations of the bonding strength of the obtained silk fibroin composite were ○, and it was confirmed that they were excellent.
実施例１７
製造例１において用いる酢酸にかえてジメチルスルホキシドを用いた以外は製造例１と同様にしてシルクフィブロイン多孔質体を作製し、該シルクフィブロイン多孔質体を実施例２において用いた以外は実施例２と同様にして、実施例１７のシルクフィブロイン複合体を得て、接合力を評価した。得られたシルクフィブロイン複合体の接合力の評価は全て○であり、優れていることが確認された。
Example 17
A silk fibroin porous material was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that dimethyl sulfoxide was used instead of acetic acid used in Production Example 1, and Example 2 except that the silk fibroin porous material was used in Example 2. In the same manner as above, the silk fibroin complex of Example 17 was obtained and the bonding strength was evaluated. All of the evaluations of the bonding strength of the obtained silk fibroin composite were ○, and it was confirmed that they were excellent.
比較例１
製造例１で得られるシルクフィブロイン多孔質体を比較例１とした。比較例１のシルクフィブロイン多孔質体について、引張強さ、引裂き強さを上記の方法で測定した。測定値を第２表に示す。
Comparative Example 1
The silk fibroin porous material obtained in Production Example 1 was used as Comparative Example 1. About the silk fibroin porous body of the comparative example 1, tensile strength and tear strength were measured by said method. The measured values are shown in Table 2.
また、実施例２〜８のシルクフィブロイン複合体について、引張強さ、引裂き強さを上記の方法で測定した。その測定値を第２表に示す。実施例２の結果から分かるように、引張強さ及び引裂き強さは、ＭＤ方向とＴＤ方向とでほぼ同じであり、実施例３〜８、及び比較例１のＭＤ方向の引張強さ及び引裂き強さは、ＴＤ方向のものとほぼ同じである。 Moreover, about the silk fibroin composite of Examples 2-8, tensile strength and tear strength were measured by said method. The measured values are shown in Table 2. As can be seen from the results of Example 2, the tensile strength and tear strength are almost the same in the MD direction and the TD direction, and the tensile strength and tear in the MD direction of Examples 3 to 8 and Comparative Example 1 are the same. The strength is almost the same as that in the TD direction.
また、比較例１のシルクフィブロイン多孔質体の内部構造、及び実施例５、１４で得られたシルクフィブロイン複合体の断面構造を走査型電子顕微鏡を用いて観察した。具体的には、比較例１のシルクフィブロイン多孔質体を液体窒素中で凍結破砕して、その内部構造を、実施例５、１４で得られたシルクフィブロイン複合体は、手術用雌で繊維支持体からシルクフィブロイン多孔質体に刃が通るように切断して得られた断面を、走査型電子顕微鏡として「Ｎｅｏ Ｓｃｏｐｅ ＪＣＭ−５０００（型番）」（日本電子（株）製）を用いて、高真空Ｐｔ蒸着モード、加速電圧１０ｋＶで観察した。比較例１のシルクフィブロイン多孔質体の内部構造、及び実施例５、１４で得られたシルクフィブロイン複合体の断面の走査型電子顕微鏡写真を、各々図３、４、及び５に示す。また、上記と同じ条件で、実施例１４で得られたシルクフィブロイン複合体の熱可塑性樹脂支持体側から観察し、その走査型電子顕微鏡写真を図６に示す。
図３から、比較例１のシルクフィブロイン多孔質体の内部は多孔質体の構造を有するのみであるが、実施例５、１４で得られたシルクフィブロイン複合体の断面の写真画像（図４及び５）によれば、熱可塑性樹脂支持体４１、５１とシルクフィブロイン多孔質体４２、５２からなるシルクフィブロイン複合体が得られていることが確認された。そして、図５より、実施例１４で得られたシルクフィブロイン複合体において、穴のあいたフィルム状の熱可塑性樹脂支持体が、シルクフィブロイン多孔質体上に存在していることが確認され、また、図６により、熱可塑性樹脂支持体にあいた穴がシルクフィブロイン多孔質体まで貫通していることも確認された。
Further, the internal structure of the silk fibroin porous material of Comparative Example 1 and the cross-sectional structure of the silk fibroin composite obtained in Examples 5 and 14 were observed using a scanning electron microscope. Specifically, the silk fibroin porous material of Comparative Example 1 was frozen and crushed in liquid nitrogen, and the internal structure of the silk fibroin composite obtained in Examples 5 and 14 was supported by fibers for surgical use. Using a “Neo Scope JCM-5000 (model number)” (manufactured by JEOL Ltd.) as a scanning electron microscope, a cross section obtained by cutting so that the blade passes from the body to the silk fibroin porous body is high. Observation was performed in a vacuum Pt deposition mode and an acceleration voltage of 10 kV. Scanning electron micrographs of the internal structure of the silk fibroin porous material of Comparative Example 1 and the cross-sections of the silk fibroin composites obtained in Examples 5 and 14 are shown in FIGS. 3, 4, and 5, respectively. Moreover, it observed from the thermoplastic resin support side of the silk fibroin composite obtained in Example 14 on the same conditions as the above, and the scanning electron micrograph is shown in FIG.
From FIG. 3, although the inside of the silk fibroin porous body of the comparative example 1 has only the structure of a porous body, the photographic image of the cross section of the silk fibroin composite obtained in Examples 5 and 14 (FIG. 4 and FIG. According to 5), it was confirmed that a silk fibroin composite composed of the thermoplastic resin supports 41 and 51 and the silk fibroin porous bodies 42 and 52 was obtained. And from FIG. 5, in the silk fibroin composite obtained in Example 14, it was confirmed that a film-like thermoplastic resin support having a hole was present on the silk fibroin porous body, It was also confirmed from FIG. 6 that the hole in the thermoplastic resin support penetrated to the silk fibroin porous body.
本発明のフィブロイン多孔質体は、エステティックサロンや個人での使用による化粧品・エステ分野、とりわけフェイスマスクやアイマスク等のスキンケア部材として極めて有用である。また、再生医療における細胞培養支持体（足場材料）、指、肘、膝等の人体の稼動部への貼り付けが想定される創傷被覆材や薬剤徐放担体、癒着防止剤等の医療分野の他、紙おむつや生理用品等の生活日用品分野での使用にも極めて有用である。 The fibroin porous material of the present invention is extremely useful as a skin care member such as a face mask and an eye mask, especially in the cosmetic / esthetic field by use in esthetic salons and individuals. Also, in the field of regenerative medicine, in the medical field, such as wound dressings, sustained drug release carriers, and anti-adhesive agents that are expected to be attached to moving parts of the human body such as cell culture supports (scaffold materials), fingers, elbows, and knees In addition, it is extremely useful for use in daily necessities such as disposable diapers and sanitary products.
１０ フィブロイン複合体
１１ 熱可塑性樹脂支持体
１２ フィブロイン多孔質体
４１ 熱可塑性樹脂支持体
４２ シルクフィブロイン多孔質体
５１ 熱可塑性樹脂支持体
５２ シルクフィブロイン多孔質体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fibroin composite body 11 Thermoplastic resin support body 12 Fibroin porous body 41 Thermoplastic resin support body 42 Silk fibroin porous body 51 Thermoplastic resin support body 52 Silk fibroin porous body
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