JP2016183431A - 糸状ゲルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンスが容易で、原料の自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルの製造方法を提供する。【解決手段】糸状ゲルの製造方法は、１つ以上の原料Ｍから紡糸ノズル１０を用いて糸状のゲルを製造する。紡糸ノズル１０は、原料Ｍを流す原料流路ＦＣと、原料Ｍを凝固させる凝固剤Ｃを流す凝固剤流路ＦＣＣおよび原料Ｍから製造される糸状ゲルＧもしくは原料Ｍを保護して紡糸ノズル１０への付着を防止する保護剤Ｐを流す保護剤流路ＦＣＰのいずれかの流路と、を含むことができる。【選択図】図１

Description

本発明は、異物質、特に細胞などの生物関連物質、薬剤などの医療関連物質、その他の物質を好適に含有できる糸状ゲルを製造する糸状ゲルの製造方法に関し、特に紡糸ノズルを用いた上記糸状ゲルの製造方法に関する。

細胞の医療への応用を図るために、細胞などを含有する糸状ゲルを製造することが検討されている。たとえば、国際公開第２０１１／０４６１０５号（特許文献１）は、高強度ハイドロゲルで被覆されたマイクロゲルファイバを含むマイクロファイバおよびかかるマイクロファイバ中に細胞または細胞培養物を含むマイクロファイバなどを開示する。また、特開２０１３−００９５９８号公報（特許文献２）は、少なくとも２つの入口Ｉ１〜Ｉｎ（ｎ≧２）と、入口Ｉ１〜Ｉｎにそれぞれ接続する入口流路Ｃ１〜Ｃｎと、入口流路Ｃ１〜Ｃｎが同時あるいは段階的に合流する少なくとも１つの合流点Ｐ１〜Ｐｍ（ｍ≧１）と、合流点Ｐ１〜Ｐｍより下流に存在する合流流路Ｇと、合流流路Ｇの下流に存在する出口Ｏを有する、流路構造Ｘに対し、アルギン酸ナトリウムを含みかつ肝細胞を懸濁させた第一の水溶液を、入口Ｉ１を介して、また、アルギン酸ナトリウムを含みかつ肝細胞以外の細胞を懸濁させた第二の水溶液を、入口Ｉ２を介して、それぞれ流路構造Ｘに連続的に導入し、流路構造Ｘの内部において、第一の溶液および第二の溶液を接触させ、さらに流路構造Ｘの内部および／あるいは流路構造Ｘの外部において、第一の水溶液および第二の水溶液をゲル化剤水溶液と接触させることによって、第一の水溶液および第二の水溶液が接触した状態で連続的にゲル化した、ハイドロゲル材料を作製する、複合型肝細胞組織体の作製方法を開示する。

国際公開第２０１１／０４６１０５号 特開２０１３−００９５９８号公報

国際公開第２０１１／０４６１０５号（特許文献１）は、高強度ハイドロゲルで被覆されたマイクロゲルファイバを含むマイクロファイバおよびかかるマイクロファイバ中に細胞または細胞培養物を含むマイクロファイバを製造するために、二重の同軸の層流装置を用いることから、原料の流路設計に制限があるため複雑な断面形状および／または断面構造を有するマイクロファイバ形成することが困難であり、またメンテナンスが難しいという問題点があった。

また、特開２０１３−００９５９８号公報（特許文献２）は、ハイドロゲル材料を作製するために、平面的なマイクロ流路構造を用いることから、原料の流路設計に制限があるため複雑な断面形状および／または断面構造を有するハイドロゲルを形成することが困難であるという問題点があった。

さらに、国際公開第２０１１／０４６１０５号（特許文献１）および特開２０１３−００９５９８号公報（特許文献２）においては、断面形状が円または矩形などの単純な形状のマイクロファイバまたはハイドロゲル、断面構造が単一型または芯鞘型などの単純な構造のマイクロファイバまたはハイドロゲルを製造するに過ぎず、断面形状がアスタリスク形状のような複雑な異形状のもの、断面構造が海島型、分割型などの複雑な構造を有するものを製造することが難しいという問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決して、メンテナンスが容易で、原料の自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、ある態様によれば、紡糸ノズルを用いて、１つ以上の原料から糸状のゲルを製造する糸状ゲルの製造方法である。本態様にかかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズルを用いることにより、メンテナンスが容易で、原料の自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルを製造できる。

本態様にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズルは、原料を流す原料流路と、原料を凝固させる凝固剤を流す凝固剤流路および原料から製造される糸状ゲルもしくは原料を保護して紡糸ノズルへの付着を防止する保護剤を流す保護剤流路のいずれかの流路と、を含むことができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズルが原料流路と凝固剤流路および保護剤流路のいずれかの流路とを含むことから、メンテナンスが容易で、原料の自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルを製造できる。

本態様にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズルは、１つ以上のノズル部品により、原料流路と、凝固剤流路および保護剤流路のいずれかの流路と、が形成され得る。かかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズルが１つ以上のノズル部品により原料流路と凝固剤流路および保護剤流路のいずれかの流路とが形成されていることから、原料の自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルを製造でき、また紡糸ノズルをノズル部品に分解することによりメンテナンスが容易である。また、一部のノズル部品を交換することにより、糸状ゲルの断面形状および／または断面構造を変えることができる。また、劣化または欠損したノズル部品を取り換えることにより、再度糸状ゲルを製造できる。

本態様にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズルは、原料の吐出部を形成するノズル部品を板状とすることができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、原料の吐出部を形成する吐出部品が板状であることから、メンテナンスが容易で、原料の自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルを製造できる。特に、原料の吐出部を形成する吐出部品が板状であることから、様々な形状の吐出部の加工が極めて容易である。さらに、他の部品をなんら変えることなく、板状の吐出部品を取り替えるだけで、糸の断面形状・寸法の異なる糸を生成することができる。同様に、吐出部品が破損などにより用を為さなくなった場合にも、他の部品をなんら取り替えることなく、吐出部品を新しいものに取り替えるだけで再び糸状ゲルを生成することができる。

本態様にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズルは、原料の吐出部の吐出孔の形状が円でない異形孔を有することができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズルが原料の吐出部の吐出孔の形状が円でない異形孔を有することから、含有させる異物質の種類および目的に応じて、さまざまの形状の糸状ゲルが得られる。

本態様にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズルは、異形孔の形状がアスタリスク状およびアスタリクス状と放射条数が異なるアスタリスク様の少なくともひとつの形状とすることができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズルが、異形孔の形状がアスタリスク状およびアスタリクス状と放射条数が異なるアスタリスク様の少なくともひとつの形状であることから、極めて表面積の高い糸状ゲルが得られる。

本態様にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズルは、１つ以上のノズル部品により、複数の原料を分配することができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、１つ以上のノズル部品により、複数の原料を分配することから、原料の自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルを製造でき、また紡糸ノズルをノズル部品に分解することによりメンテナンスが容易である。

本態様にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズルは、複数の原料を、原料の吐出部において、海島型、分割型、並列型および芯鞘型の少なくとも１つの型に分配することができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、複数の原料を、原料の吐出部において、海島型、分割型、並列型および芯鞘型の少なくとも１つの型に分配することから、原料の自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、海島型構造、分割型構造、並列型構造および芯鞘構造の少なくとも１つの構造の糸状ゲルを容易に製造できる。

本態様にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズルは、原料の吐出部の吐出孔が稜線上に複数配置されているメルトブローン用ノズルとすることができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズルの原料の吐出部の吐出孔が稜線上に複数配置されているメルトブローン用ノズルであることから、大量の原料を流すことが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、複数の糸状ゲルを平行、非平行、または多層に敷設したり、糸状ゲルが二次元的または三次元的に絡み合ったものが容易に製造できる。

本態様にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズルは、原料の吐出部の吐出孔が二次元的に複数配置されている長尺ノズルとすることができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズルが原料の吐出部の吐出孔が二次元的に複数配置されている長尺ノズルであることから、大量の原料を流すことが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、糸状ゲルが一度に大量に製造できる。

本発明によれば、原料の自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、またメンテナンスが容易で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルの製造方法を提供できる。

本態様にかかる糸状ゲルの製造方法における糸状ゲルの製造装置のある例を示す概略図である。 本態様にかかる糸状ゲルの製造方法における紡糸ノズルおよび紡糸ノズルの原料の吐出部から吐出される原料の断面の第１例を示す概略断面図である。 本態様にかかる糸状ゲルの製造方法における紡糸ノズルおよび紡糸ノズルの原料の吐出部から吐出される原料の断面の第２例を示す概略断面図である。 本態様にかかる糸状ゲルの製造方法における紡糸ノズルおよび紡糸ノズルの原料の吐出部から吐出される原料の断面の第３例を示す概略断面図である。 本態様にかかる糸状ゲルの製造方法における紡糸ノズルおよび紡糸ノズルの原料の吐出部から吐出される原料の断面の第４例を示す概略断面図である。 本態様にかかる糸状ゲルの製造方法における紡糸ノズルおよび紡糸ノズルの原料の吐出部から吐出される原料の断面の第５例を示す概略断面図である。 本態様にかかる糸状ゲルの製造方法における紡糸ノズルおよび紡糸ノズルの原料の吐出部から吐出される原料の断面の第６例を示す概略断面図である。 本態様にかかる糸状ゲルの製造方法における紡糸ノズルおよび紡糸ノズルの原料の吐出部から吐出される原料の断面の第７例を示す概略断面図である。 本態様にかかる糸状ゲルの製造方法における紡糸ノズルおよび紡糸ノズルの原料の吐出部から吐出される原料の断面の第８例を示す概略図である。 本態様にかかる糸状ゲルの製造方法における紡糸ノズルおよび紡糸ノズルの原料の吐出部から吐出される原料の断面の第９例を示す概略図である。 本態様にかかる糸状ゲルの製造方法における紡糸ノズルおよび紡糸ノズルの原料の吐出部から吐出される原料の断面の第１０例を示す概略図である。 実施例１Ａの糸状ゲルの断面を示す蛍光顕微鏡写真である。 実施例１Ｂの糸状ゲルの断面を示す蛍光顕微鏡写真である。 実施例１Ａの糸状ゲルの培養後の側面を示す蛍光顕微鏡写真である。 実施例１Ｂの糸状ゲルの培養後の側面を示す蛍光顕微鏡写真である。 実施例２Ａの糸状ゲルの断面を示す蛍光顕微鏡写真である。 実施例２Ｂの糸状ゲルの断面を示す蛍光顕微鏡写真である。 実施例２Ｃの糸状ゲルの断面を示す蛍光顕微鏡写真である。

図１〜図１１を参照して、本発明のある実施形態である糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズル１０を用いて１つ以上の原料から糸状のゲル（糸状ゲルＧ）を製造する方法である。本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズル１０を用いることにより、メンテナンスが容易で、原料の自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルを製造できる。

図１〜図１１を参照して、本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズル１０は、上記１つ以上の原料Ｍを流す原料流路ＦＣと、原料Ｍを凝固させる凝固剤Ｃを流す凝固剤流路ＦＣＣおよび原料Ｍから製造される糸状ゲルもしくは原料Ｍを保護して紡糸ノズル１０への付着を防止する保護剤Ｐを流す保護剤流路ＦＣＰのいずれかの流路と、を含むことが好ましい。かかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズル１０が原料流路ＦＣと凝固剤流路ＦＣＣおよび保護剤流路ＦＣＰのいずれかの流路とを含むことから、メンテナンスが容易で、原料Ｍの自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルを製造できる。

図２〜図１１を参照して、本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズル１０は、１つ以上のノズル部品１，２，３、４により、原料流路ＦＣと凝固剤流路ＦＣＣおよび保護剤流路ＦＣＰのいずれかの流路とが形成されていることが好ましい。かかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズル１０が１つ以上のノズル部品１，２，３，４により原料流路ＦＣと凝固剤流路ＦＣＣおよび保護剤流路ＦＣＰのいずれかの流路とが形成されていることから、原料Ｍの自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルを製造でき、また紡糸ノズル１０をノズル部品１，２，３，４に分解することによりメンテナンスが容易である。また、一部のノズル部品を交換することにより、糸状ゲルの断面形状および／または断面構造を変えることができる。また、劣化または欠損したノズル部品を取り換えることにより、再度糸状ゲルを製造できる。

図２および図１１を参照して、本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆを形成するノズル部品２ａを板状とすることができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆを形成するノズル部品２ａが板状であることから、メンテナンスが容易で、原料Ｍの自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルを製造できる。特に、原料Ｍの吐出部を形成する吐出部品が板状であることから、様々な形状の吐出部の加工が極めて容易である。さらに、他の部品をなんら変えることなく、板状の吐出部品を取り替えるだけで、糸の断面形状・寸法の異なる糸を生成することができる。同様に、吐出部品が破損などにより用を為さなくなった場合にも、他の部品をなんら取り替えることなく、吐出部品を新しいものに取り替えるだけで再び糸状ゲルを生成することができる。

図２、図３および図１１を参照して、本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗの形状が円でない異形孔を有することができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズル１０が原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗの形状が円でない異形孔を有することから、含有させる異物質の種類および目的に応じて、さまざまの形状の糸状ゲルが得られる。

図２、図３および図１１を参照して、本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズル１０は、異形孔の形状がアスタリスク状およびアスタリクス状と放射条数が異なるアスタリスク様の少なくともひとつの形状とすることが好ましい。かかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズル１０は、異形孔の形状がアスタリスク状およびアスタリクス状と放射条数が異なるアスタリスク様の少なくともひとつの形状であることから、極めて表面積の高い糸状ゲルが得られる。

図４〜図８を参照して、本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズル１０は、１つ以上のノズル部品１，２，３，４により、複数の原料Ｍを分配することができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、１つ以上のノズル部品１，２，３，４により、複数の原料Ｍを分配することから、原料Ｍの自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルを製造でき、また紡糸ノズル１０をノズル部品１，２，３，４に分解することによりメンテナンスが容易である。

図４〜図８を参照して、本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズル１０は、複数の原料Ｍを、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、海島型、分割型、並列型および芯鞘型の少なくとも１つの型に分配することができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、複数の原料Ｍを、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、海島型、分割型および芯鞘型の少なくとも１つの型に分配することから、原料の自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、海島型構造、分割型構造、並列型構造および芯鞘構造の少なくとも１つの構造の糸状ゲルを容易に製造できる。

図９を参照して、本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗが稜線１０ｅ上に複数配置されているメルトブローン用ノズルとすることができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズルの原料の吐出部の吐出孔が稜線上に複数配置されているメルトブローン用ノズルであることから、大量の原料を流すことが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、複数の糸状ゲルを平行、非平行、または多層に敷設したり、糸状ゲルが二次元的または三次元的に絡み合ったものが容易に製造できる。

図１０を参照して、本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法において、紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗが二次元的に複数配置されている長尺ノズルとすることができる。かかる糸状ゲルの製造方法は、紡糸ノズル１０が原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗが二次元的に複数配置されている長尺ノズルであることから、大量の原料Ｍを流すことが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、糸状ゲルＧが一度に大量に製造できる。

本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法における紡糸ノズル１０の材料は、原料Ｍおよび凝固剤Ｃに対する耐久性を有しかつ寸法精度および形状精度が高いものであれば特に制限はなく、金属、セラミック、樹脂などが好適に挙げられる。また、紡糸ノズル１０の加工方法は、その材料の加工に適したものであれば特に制限はなく、機械加工、粉末冶金、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ；金属粉末射出成型）、ロストワックス、射出成形、鋳造、ダイカスト、積層造形等のラピッドプロトタイピング、インプリント、各種エッチング、溶射、拡散接合、レーザー加工、電子線加工など、各種の加工方法が挙げられる。

図１〜図１１を参照して、本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法について、さらに具体的に説明する。

（糸状ゲルの製造装置）
図１は、本実施形態にかかる糸状ゲルの製造方法における糸状ゲルの製造装置のある例を示す。図１を参照して、糸状ゲルの製造装置１００は、流量調節が容易で、大流量を流すことが可能で、またメンテナンスが容易な観点から、紡糸ノズル１０を含み、さらに、原料Ｍを供給する原料供給部２０と、凝固剤Ｃまたは保護剤Ｐを供給する薬剤供給部３０と、紡糸ノズル１０から吐出されて形成された糸状ゲルＧを回収する回収槽４０と、紡糸ノズル１０および原料供給部２０を温調する温調部５０と、を含むことが好ましい。ここで、原料供給部２０は、特に制限はなく、たとえば、原料Ｍを送り出すシリンダ２１を含むことができる。また、薬剤供給部３０は、特に制限はなく、たとえば、薬剤槽３１およびギアポンプ３３を含むことができる。また、温調部５０は、特に制限はなく、温調媒体Ｔを循環させるための循環装置５１と循環配管５５とを含むことができる。

図１に示す糸状ゲルの製造装置１００において、温調された原料供給部２０から温調された原料Ｍが温調された紡糸ノズル１０内に供給される。ここで、原料Ｍが後述の凝固剤凝固性原料である場合、薬剤供給部３０から後述の凝固剤Ｃも上記の紡糸ノズル１０内に供給される。紡糸ノズル１０において、原料流路ＦＣを流れる原料Ｍと凝固剤流路ＦＣＣを流れる凝固剤Ｃとが合流することにより、凝固剤Ｃにより原料Ｍが凝固して糸状ゲルＧが得られ、糸状ゲルＧが凝固剤Ｃとともにゲル化流路ＦＣＧを通って吐出されて回収槽４０に回収される。また、原料Ｍが後述の可視光硬化性原料または紫外線硬化性原料である場合、薬剤供給部３０から後述の保護剤Ｐも上記の紡糸ノズル１０内に供給される。紡糸ノズル１０において、原料流路ＦＣを流れる原料Ｍと保護剤流路ＦＣＰを流れる保護剤Ｐとが合流することにより、可視光または紫外線の照射により硬化する原料Ｍおよび／または糸状ゲルＧがゲル化流路ＦＣＧなどに付着するのを防止する。このようにして、糸状ゲルＧが得られる。

（原料）
原料Ｍは、その原料以外の異物質を含有することができ、所定の条件下で凝固または硬化するものであれば特に制限はない。所定の条件とは、凝固剤Ｃの添加、可視光または紫外線の照射などが挙げられる。ここで、添加された凝固剤Ｃと反応して凝固する原料Ｍを凝固剤凝固性原料、照射された可視光により硬化する原料Ｍを可視光硬化性原料、照射された紫外線により硬化する原料Ｍを紫外線硬化性原料ともいう。原料Ｍは、糸状ゲルに機能性を付与する観点から、機能を発現するための異物質を含有することが好ましい。

（異物質）
原料Ｍに含有される異物質は、特に制限はなく、細胞などの生物関連物質、薬剤などの医療関連物質、その他の物質が含まれる。細胞としては、血管内皮細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞、肝実質細胞、ＨＥＰＧ２細胞、胆管上皮細胞、心筋細胞、皮膚上皮細胞（ケラチノサイト）、腎上皮細胞、尿細管上皮細胞、肺胞上皮細胞、気管支上皮細胞、血管系細胞、前駆細胞、ＥＳ細胞、ｉＰＳ細胞、脂肪組織由来幹細胞、骨髄由来幹細胞、末梢血幹細胞、初代培養細胞、癌細胞、株化した細胞、遺伝子導入細胞、ノックアウト細胞、細胞融合した細胞、その他の細胞など、各種の細胞が挙げられる。細胞以外の生物関連物質としては、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、生理活性物質、神経伝達物質、シグナル伝達物質など、各種の物質が挙げられる。医療関連物質としては、薬剤、生体適合性材料、診断用材料、治療用材料など、各種の物質が挙げられる。その他の物質としては、マイクロ・ナノ粒子、物理・化学的反応性材料、色素や蛍光など特殊物性を持つ材料、温度応答性材料、光反応性材料、磁気反応性材料、イオン反応性材料など、各種の物質が挙げられる。

（凝固剤凝固性原料）
凝固剤凝固性の原料Ｍの材料は、凝固剤Ｃの作用により凝固するものであれば特に制限はなく、アルギン酸ナトリウム水溶液などのアルギン酸塩水溶液、フィブリノーゲン溶液、ゼラチン溶液、ピュラマトリクス溶液、コラーゲン溶液、ゼラチン、寒天（アガロース）、メビオールジェル（登録商標）などが挙げられる。

（凝固剤）
凝固剤Ｃは、原料Ｍに作用して原料Ｍを凝固させるものであれば特に制限はない。すなわち、原料Ｍと反応してまたは原料Ｍの化学的状態（たとえばｐＨ、解離度など）を変化させて原料Ｍを凝固させる化学的な凝固剤の他、原料Ｍと熱交換して原料Ｍを温度変化させることにより凝固させる物理的な凝固剤をも含む。上記凝固剤Ｃは、使用する原料Ｍに応じて変わる。たとえば、原料Ｍの材料がアルギン酸塩水溶液の場合、塩化カルシウム水溶液、塩化バリウム水溶液などのアルカリ土類金属塩化物水溶液などが挙げられる。原料Ｍの材料がフィブリノーゲン溶液の場合、トロンビン溶液などが挙げられる。原料Ｍの材料がゼラチン溶液の場合は、グルタルアルデヒド溶液、ホルマリン溶液などが挙げられる。原料Ｍの材料がピュラマトリクス溶液の場合は、リン酸バッファー溶液によるｐＨ変化によるゲル化などが挙げられる。原料Ｍの材料がコラーゲン溶液の場合は、高濃度電解質溶液などが挙げられる。原料Ｍの材料がゼラチンの場合は、水もしくはリン酸バッファー溶液との熱交換により引き起こされるゼラチンの凝固点より高い高温からゼラチンの凝固点以下の低温への温度変化によるゲル化などが挙げられる。原料Ｍの材料が寒天の場合は、水もしくはリン酸バッファー溶液との熱交換により引き起こされる寒天の凝固点より高い高温から寒天の凝固点以下の低温への温度変化によるゲル化などが挙げられる。原料Ｍの材料がメビオールゲルの場合は、水もしくはリン酸バッファー溶液との熱交換により引き起こされるメビオールジェル（登録商標）の凝固点未満の低温からメビオールジェル（登録商標）の凝固点以上の高温への温度変化によるゲル化などが挙げられる。

（可視光硬化性原料）
上記の凝固剤凝固性原料に替えて、可視光硬化性原料を用いることもできる。可視光硬化性の原料Ｍは、可視光により硬化するものであれば特に制限はなく、光硬化性ゼラチンなどが挙げられる。

（紫外線硬化性原料）
上記の凝固剤凝固性原料に替えて、紫外線硬化性原料を用いることもできる。紫外線硬化性の原料Ｍは、紫外線（紫外光とも呼ばれる）により硬化するものであれば特に制限はなく、光硬化性キトサンなどが挙げられる。

（保護剤）
凝固剤凝固性原料に替えて可視光硬化性原料または紫外線硬化性原料を用いる場合は、ゲル化流路ＦＣＧにおいて糸状ゲルが付着するのを防止するための保護剤を用いることが好ましい。保護剤Ｐは、原料から製造される糸状ゲルＧまたは原料Ｍが紡糸ノズル１０のゲル化流路ＦＣＧなどに付着するのを防止するものであれば特に制限はなく、水、バッファー（緩衝液）などが挙げられる。

（第１例：板型ノズルかつ異形孔ノズル）
図２を参照して、図２（Ａ）は第１例における紡糸ノズルの断面を示し、図２（Ｂ）は、第１例における紡糸ノズル１０の原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面を示す。第１例の紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆを形成するノズル部品２ａが板状である板型ノズルであり、かつ、原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗの形状が円でない異形孔を有する異形孔ノズルである。
図２（Ａ）を参照して、第１例の紡糸ノズル１０は、ノズル部品１と、ノズル部品２ａおよびノズル部品２ｂで構成されるノズル部品２と、ノズル部品３と、で構成される３層構造を有する。原料Ｍを流す原料流路ＦＣは、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ１１と、ノズル部品２ａにより形成される原料流路ＦＣ１２と、で形成される。凝固剤Ｃを流す凝固剤流路ＦＣＣは、ノズル部品３により形成される。

第１例の紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆを形成するノズル部品２ａが板状である。また、第１例の紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗの形状が円でない異形孔を有し、かかる異形孔の形状がアスタリスク状およびアスタリクス状と放射条数が異なるアスタリスク様の少なくともひとつの形状である。

図２（Ｂ）を参照して、第１例の紡糸ノズル１０が原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗの形状が円でない異形孔、具体的にはアスタリスク形孔を有することから、第１例における紡糸ノズル１０の原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面の形状はアスタリスク形状となる。かかるアスタリクス形状の断面形状を有する原料Ｍが、凝固剤流路ＦＣＣを流れる凝固剤Ｃと合流して、ゲル化流路ＦＣＧから吐出するまでに凝固することにより、断面形状が同様のアスタリクス形状の糸状ゲルＧが得られる。

図２を参照して、第１例の紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆを形成するノズル部品２ａが板状である板型ノズルであることから、メンテナンスが容易で、原料の自由な流路設計が可能であり、複雑な断面形状および／または断面構造を有する糸状ゲルを形成することが可能で、異物質を好適に含有できる糸状ゲルを製造できる。特に、原料の吐出部を形成する吐出部品が板状であることから、様々な形状の吐出部の加工が極めて容易である。さらに、他の部品をなんら変えることなく、板状の吐出部品を取り替えるだけで、糸の断面形状・寸法の異なる糸を生成することができる。同様に、吐出部品が破損などにより用を為さなくなった場合にも、他の部品をなんら取り替えることなく、吐出部品を新しいものに取り替えるだけで再び糸状ゲルを生成することができる。また、第１例の紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗの形状が円でない異形孔を有する異形孔ノズルであることから、異物質の種類および目的に応じて、さまざまの形状の糸状ゲルが得られる。

（第２例：異形孔ノズル）
図３を参照して、図３（Ａ）は第２例における紡糸ノズルの断面を示し、図３（Ｂ）は第２例における紡糸ノズル１０の原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面を示す。第２例の紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗの形状が円でない異形孔を有する異形孔ノズルである。

図３（Ａ）を参照して、第２例の紡糸ノズル１０は、ノズル部品１と、ノズル部品２ａおよびノズル部品２ｂで構成されるノズル部品２と、ノズル部品３と、で構成される３層構造を有する。原料Ｍを流す原料流路ＦＣは、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ１１と、ノズル部品２ａにより形成される原料流路ＦＣ１２と、で形成される。凝固剤Ｃを流す凝固剤流路ＦＣＣは、ノズル部品３により形成される。

第２例の紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗの形状が円でない異形孔を有し、かかる異形孔の形状がアスタリスク状およびアスタリクス状と放射条数が異なるアスタリスク様の少なくともひとつの形状である。

図３（Ｂ）を参照して、第２例の紡糸ノズル１０が原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗの形状が円でない異形孔、具体的にはアスタリスク形孔を有することから、第２例における紡糸ノズル１０の原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面の形状はアスタリスク形状となる。かかるアスタリスク形状の断面形状を有する原料Ｍが、凝固剤流路ＦＣＣを流れる凝固剤Ｃと合流して、ゲル化流路ＦＣＧから吐出するまでに凝固することにより、断面形状が同様のアスタリクス形状の糸状ゲルＧが得られる。

図３を参照して、第２例の紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗの形状が円でない異形孔を有する異形孔ノズルであることから、異物質の種類および目的に応じて、さまざまの形状の糸状ゲルＧが得られる。

図３に示す第２例の紡糸ノズル１０は、図２に示す第１例の紡糸ノズル１０と同様の異形孔ノズルであるが、第１例の紡糸ノズル１０に比べて、孔の長さが長い。このため、第２例の紡糸ノズル１０は、第１例の紡糸ノズル１０よりも、凝固剤Ｃが原料流路ＦＣ１２に逆流するのを防止するとともに、吐出孔１０ｗにおける整流効果が高く、原料Ｍが低粘度であっても好適に用いられる。

（第３例：海島型ノズル）
図４を参照して、図４（Ａ）は第３例における紡糸ノズルの断面を示し、図４（Ｂ）は第３例における紡糸ノズル１０の原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面を示す。第３例の紡糸ノズル１０は、複数の原料Ｍを、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、海島型に分配する海島型ノズルである。

図４（Ａ）を参照して、第３例の紡糸ノズル１０は、ノズル部品１と、ノズル部品２ａ、ノズル部品２ｂ、ノズル部品２ｃおよびノズル部品２ｄで構成されるノズル部品２と、ノズル部品３と、で構成される３層構造を有する。第３例の紡糸ノズル１０においては、複数の原料Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が用いられる。原料Ｍ１を流す原料流路ＦＣ１は、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ１１と、ノズル部品２ａにより形成される原料流路ＦＣ１２ｐと、ノズル部品２ｂにより形成される原料流路ＦＣ１２ｑと、ノズル部品２ｃにより形成される原料流路ＦＣ１２ｒと、で構成される。原料Ｍ２を流す原料流路ＦＣ２は、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ２１と、ノズル部品２ａにより形成される原料流路ＦＣ２２ｐと、ノズル部品２ｂにより形成される原料流路ＦＣ２２ｑと、ノズル部品２ｃにより形成されるＦＣ２２ｒと、で構成される。原料Ｍ３を流す原料流路ＦＣ３は、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ３１と、ノズル部品２ｄにより形成される原料流路ＦＣ３２と、で構成される。複数の原料Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の合流原料を流す原料流路ＦＣＭはノズル部品２ｄにより形成される。凝固剤Ｃを流す凝固剤流路ＦＣＣは、ノズル部品３により形成される。

図４（Ａ）および（Ｂ）を参照して、第３例の紡糸ノズル１０は、複数のノズル部品１，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにより、複数の原料Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３のうち、原料流路ＦＣ１２ｒから流出する原料Ｍ１と、原料流路ＦＣ２２ｒから流出する原料Ｍ２とを、原料流路ＦＣ３２から流出する原料Ｍ３中に、原料流路ＦＣＭにおいて合流させることにより、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、海島型に分配する。このことから、第３例の紡糸ノズル１０は、海島型ノズルとも呼ぶ。ここで、図４（Ｂ）に示すように、海島型とは、原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される複数の原料Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の断面の構造が、原料Ｍ３の海の中に原料Ｍ１および原料Ｍ２がそれぞれ島１および島２として分離して配置されている構造であるものをいう。かかる海島型の断面構造を有する複数の原料Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が、凝固剤流路ＦＣＣを流れる凝固剤Ｃと合流して、ゲル化流路ＦＣＧから吐出するまでに凝固することにより、断面構造が同様の海島型の糸状ゲルＧが得られる。

図４を参照して、第３例の紡糸ノズル１０は、複数の原料Ｍを、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、海島型に分配することから、原料Ｍの流量調節が容易で、大量の原料Ｍを流すことが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、海島型構造の糸状ゲルを容易に製造できる。なお、図４（Ｂ）には、原料Ｍ１および原料Ｍ２について島の数が各々３個である断面が描かれているが、島の数には制限はない。

（第４例：分割型ノズル）
図５を参照して、図５（Ａ）は第４例における紡糸ノズルの断面を示し、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＶＢ−ＶＢにおける断面を示し、図５（Ｃ）は第４例における紡糸ノズル１０の原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面を示す。第４例の紡糸ノズル１０は、複数の原料Ｍを、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、分割型に分配する分割型ノズルである。

図５（Ａ）を参照して、第４例の紡糸ノズル１０は、ノズル部品１と、ノズル部品２と、ノズル部品３と、で構成される３層構造を有する。第４例の紡糸ノズル１０においては、複数の原料Ｍ１，Ｍ２が用いられる。原料Ｍ１を流す原料流路ＦＣ１は、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ１１ｐおよび原料流路ＦＣ１１ｑで構成される。原料Ｍ２を流す原料流路ＦＣ２は、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ２１ｐ、原料流路ＦＣ２１ｑおよび原料流路ＦＣ２１ｒで構成される。複数の原料Ｍ１，Ｍ２の合流原料を流す原料流路ＦＣＭは、ノズル部品２により形成される。凝固剤Ｃを流す凝固剤流路ＦＣＣは、ノズル部品３により形成される。

図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、第４例の紡糸ノズル１０は、複数のノズル部品１，２により、原料流路ＦＣ１１ｑを流れる原料Ｍ１と原料流路ＦＣ２１ｒを流れる原料Ｍ２とを、原料流路ＦＣＭにおいて合流させることにより、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、分割型に分配する。ここで、図５（Ｃ）に示すように、分割型とは、原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される複数の原料Ｍ１，Ｍ２の断面の構造が、複数の領域に原料Ｍ１と原料Ｍ２とが互いに分割されて配置されている構造であるものをいう。原料の種類が２種類のものは、一般的に２ｎ個（ｎは正の整数）の領域に分割される。かかる分割型の断面構造を有する原料Ｍ１，Ｍ２が、凝固剤流路ＦＣＣを流れる凝固剤Ｃと合流して、ゲル化流路ＦＣＧから吐出するまでに凝固することにより、断面構造が同様の分割型の糸状ゲルＧが得られる。

図５を参照して、第４例の紡糸ノズル１０は、複数の原料Ｍを、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、分割型に分配することから、原料Ｍの流量調節が容易で、大量の原料Ｍを流すことが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、分割型構造の糸状ゲルを容易に製造できる。なお、図５（Ｂ）には、２種類の原料Ｍ１および原料Ｍ２を用いて１６分割されている断面が描かれているが、原料の種類数および分割数には制限はない。

（第５例：並列型ノズル）
図６を参照して、図６（Ａ）は第５例における紡糸ノズルの断面を示し、図６（Ｂ）は第５例における紡糸ノズル１０の原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面を示す。第５例の紡糸ノズル１０は、複数の原料Ｍを、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、並列型に分配する並列型ノズルである。

図６（Ａ）を参照して、第５例の紡糸ノズル１０は、ノズル部品１と、ノズル部品２と、ノズル部品３と、ノズル部品４と、で構成される４層構造を有する。第５例の紡糸ノズル１０においては、複数の原料Ｍ１，Ｍ２が用いられる。原料Ｍ１を流す原料流路ＦＣ１は、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ１１と、ノズル部品２により形成される原料流路ＦＣ１２と、で構成される。原料Ｍ２を流す原料流路ＦＣ２は、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ２１と、ノズル部品２により形成される原料流路ＦＣ２２と、で構成される。複数の原料Ｍ１，Ｍ２の合流原料を流す原料流路ＦＣＭは、ノズル部品３により形成される。凝固剤Ｃを流す凝固剤流路ＦＣＣは、ノズル部品４により形成される。

図６（Ａ）および（Ｂ）を参照して、第５例の紡糸ノズル１０は、複数のノズル部品１，２により、原料流路ＦＣ１２を流れる原料Ｍ１と原料流路ＦＣ２２を流れる原料Ｍ２とを、ノズル部品３の原料流路ＦＣＭにおいて合流させることにより、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、並列型に分配する。ここで、図６（Ｂ）に示すように、並列型とは、原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される複数の原料Ｍ１，Ｍ２の断面の構造が、複数の領域に原料Ｍ１と原料Ｍ２とが並列に配置されている構造であるものをいう。かかる並列型の断面構造を有する原料Ｍ１，Ｍ２が、凝固剤流路ＦＣＣを流れる凝固剤Ｃと合流して、ゲル化流路ＦＣＧから吐出するまでに凝固することにより、断面構造が同様の並列型の糸状ゲルＧが得られる。

なお、図示はしないが、上述のような並列型においては、上記並列型ノズルにさらに別の原料を流すさらに別の原料流路を設けることにより、原料の吐出部から吐出される複数の原料の断面の構造を、原料Ｍ１、原料Ｍ２およびさらに別の原料が並列に配置されている構造とすることもできる。

図６を参照して、第５例の紡糸ノズル１０は、複数の原料Ｍを、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、並列型に分配することから、原料Ｍの流量調節が容易で、大量の原料Ｍを流すことが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、並列型構造の糸状ゲルを容易に製造できる。

（第６例：芯鞘Ｉ型ノズル）
図７を参照して、図７（Ａ）は第６例における紡糸ノズルの断面を示し、図７（Ｂ）は第６例における紡糸ノズル１０の原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面を示す。第６例の紡糸ノズル１０は、複数の原料Ｍを、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、芯鞘型に分配する芯鞘Ｉ型ノズルである。第６例の紡糸ノズルを芯鞘Ｉ型ノズルと呼ぶのは、後述の第７例の紡糸ノズルである芯鞘ＩＩ型ノズルと区別するためである。

図７（Ａ）を参照して、第６例の紡糸ノズル１０は、ノズル部品１と、ノズル部品２と、ノズル部品３と、で構成される３層構造を有する。第６例の紡糸ノズル１０においては、複数の原料Ｍ１，Ｍ２が用いられる。原料Ｍ１を流す原料流路ＦＣ１は、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ１１ｐおよび原料流路ＦＣ１１ｑで構成される。原料Ｍ２を流す原料流路ＦＣ２は、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ２１ｐ、原料流路ＦＣ２１ｑおよび原料流路ＦＣ２１ｒで構成される。原料Ｍ１と原料Ｍ２との合流原料を流す原料流路ＦＣＭは、ノズル部品２により形成される。凝固剤Ｃを流す凝固剤流路ＦＣＣは、ノズル部品３により形成される。

図７（Ａ）および（Ｂ）を参照して、第６例の紡糸ノズル１０は、複数のノズル部品１、２により、複数の原料Ｍ１，Ｍ２のうち、原料流路ＦＣ１１ｑから流出する原料Ｍ１を、原料流路ＦＣ２１ｒから流出する原料Ｍ２中に、原料流路ＦＣＭにおいて合流させることにより、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、芯鞘Ｉ型に分配する。ここで、図７（Ｂ）に示すように、芯鞘Ｉ型とは、原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される複数の原料Ｍ１，Ｍ２の断面の構造が、原料Ｍ１の芯の周りに原料Ｍ２が鞘として配置されている構造であるものをいう。かかる芯鞘Ｉ型の断面構造を有する複数の原料Ｍ１，Ｍ２が、凝固剤流路ＦＣＣを流れる凝固剤Ｃと合流して、ゲル化流路ＦＣＧから吐出するまでに凝固することにより、断面構造が同様の芯鞘Ｉ型の糸状ゲルＧが得られる。

図７を参照して、第６例の紡糸ノズル１０は、複数の原料Ｍを、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、芯鞘Ｉ型に分配することから、原料Ｍの流量調節が容易で、大量の原料Ｍを流すことが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、芯鞘Ｉ型構造の糸状ゲルを容易に製造できる。

（第７例：芯鞘ＩＩ型ノズル）
図８を参照して、図８（Ａ）は第７例における紡糸ノズルの断面を示し、図８（Ｂ）は第７例における紡糸ノズル１０の原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面を示す。第７例の紡糸ノズル１０は、複数の原料Ｍを、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、芯鞘型に分配する芯鞘ＩＩ型ノズルである。第７例の紡糸ノズルを芯鞘ＩＩ型ノズルと呼ぶのは、前述の第６例の紡糸ノズルである芯鞘Ｉ型ノズルと区別するためである。

図８（Ａ）を参照して、第７例の紡糸ノズル１０は、ノズル部品１と、ノズル部品２ａ、ノズル部品２ｂおよびノズル部品２ｃで構成されるノズル部品２と、ノズル部品３と、ノズル部品４と、で構成される４層構造を有する。第７例の紡糸ノズル１０においては、複数の原料Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が用いられる。原料Ｍ１を流す原料流路ＦＣ１は、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ１１と、ノズル部品２ａにより形成される原料流路ＦＣ１２と、で構成される。原料Ｍ２を流す原料流路ＦＣ２は、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ２１と、ノズル部品２ａにより形成されるＦＣ２２ｐと、ノズル部品２ａおよびノズル部品２ｂにより形成されるＦＣ２２ｑと、で構成される。原料Ｍ３を流す原料流路ＦＣ３は、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ３１と、ノズル部品２ｃにより形成される原料流路ＦＣ３２ｐと、ノズル部品３により形成される原料流路ＦＣ３３と、ノズル部品２ｂ、ノズル部品２ｃおよびノズル部品３により形成される原料流路ＦＣ３２ｑと、で構成される。複数の原料Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の合流原料を流す原料流路ＦＣＭは、ノズル部品３により形成される。凝固剤Ｃを流す凝固剤流路ＦＣＣは、ノズル部品４により形成される。

図８（Ａ）および（Ｂ）を参照して、第７例の紡糸ノズル１０は、複数のノズル部品１，２ａ，２ｂ，２ｃ，３により、複数の原料Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３のうち、原料流路ＦＣ１２から流出する原料Ｍ１を、原料流路ＦＣ２２ｑから流出する原料Ｍ２中に、合流させるとともに、かかる原料Ｍ１および原料Ｍ２の合流原料を、原料流路ＦＣ３２ｑから流出する原料Ｍ３中に、原料流路ＦＣＭにおいて合流させることにより、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、芯鞘型に分配する。芯鞘ＩＩ型と呼ぶのは、前述の芯鞘ＩＩ型と区別するためである。ここで、図８（Ｂ）に示すように、芯鞘ＩＩ型とは、原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される複数の原料Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の断面の構造が、原料Ｍ１の内芯の周りに原料Ｍ２が外芯として配置されかつ原料Ｍ２の外芯の周りに原料Ｍ３が鞘として配置されている構造であるものをいう。かかる芯鞘ＩＩ型の断面構造を有する複数の原料Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が、凝固剤流路ＦＣＣを流れる凝固剤Ｃと合流して、ゲル化流路ＦＣＧから吐出するまでに凝固することにより、断面構造が同様の芯鞘ＩＩ型の糸状ゲルＧが得られる。

図８を参照して、第７例の紡糸ノズル１０は、複数の原料Ｍを、原料Ｍの吐出部１０ｍｆにおいて、芯鞘ＩＩ型に分配することから、原料Ｍの流量調節が容易で、大量の原料Ｍを流すことが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、芯鞘ＩＩ型構造の糸状ゲルを容易に製造できる。

図７を参照して、芯鞘Ｉ型ノズルにおいては、ノズル部品１とノズル部品２との重ね合せにより原料流路ＦＣ１と原料流路ＦＣ２の同心性を確保しているため、また、原料Ｍ１が流出する原料流路ＦＣ１１ｑの終端と、原料Ｍ２が流出する原料流路ＦＣ２１ｒの終端と、複数の原料Ｍ１，Ｍ２の合流原料が流出する原料流量ＦＣＭの終端と、の間の距離が長いため、原料Ｍ１の芯領域と原料Ｍ２の鞘領域との同心度が低い。これに対して、図８を参照して、芯鞘ＩＩ型ノズルにおいては、ノズル部品２ａがノズル部品２ｂの中に入り込むことにより原料流路ＦＣ１と原料流路ＦＣ２の同心性を確保しているため、また、原料Ｍ１が流出する原料流路ＦＣ１２の終端と、原料Ｍ２が流出する原料流路ＦＣ２２ｑの終端と、原料Ｍ３が流出する原料流路ＦＣ３２ｑの終端と、複数の原料Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の合流原料が流出する原料流量ＦＣＭの終端と、の間の距離が短いため、原料Ｍ１の内芯領域と原料Ｍ２の外芯領域と原料Ｍ３の鞘領域との同心度が高い。このため、芯鞘ＩＩ型ノズルは、芯鞘Ｉ型ノズルに比べてより寸法精度の高い糸状ゲルＧが得られる。

（第８例：メルトブローン用ノズル）
図９を参照して、図９（Ａ）は第８例における紡糸ノズルの上平面を示し、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢにおける断面を示し、図９（Ｃ）は第８例における紡糸ノズル１０の原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面を示す。

図９（Ａ）および（Ｂ）を参照して、第８例の紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗが稜線１０ｅ上に複数配置されているメルトブローン用ノズルであり、ノズル部品１と、ノズル部品２と、で構成される２層構造を有する。原料Ｍを流す原料流路ＦＣは、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ１１ｐおよび原料流路ＦＣ１１ｑで構成される。原料流路ＦＣ１１ｐから複数の原料流路ＦＣ１１ｑに分岐する。各原料流路ＦＣ１１ｑの末端が原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗとなる。凝固剤Ｃを流す凝固剤流路ＦＣＣは、ノズル部品１およびノズル部品２により形成される。凝固剤流路ＦＣＣの末端が凝固剤Ｃの吐出孔１０ｃｗとなる。ここで、凝固剤Ｃの吐出孔１０ｃｗは、原料Ｍの複数の吐出孔１０ｗの周りに長いスリット状に１つ形成されている。

図９（Ｂ）および（Ｃ）を参照して、第８例の紡糸ノズル１０は、原料流路ＦＣから流出する原料Ｍが吐出孔１０ｗから吐出されるとともに、凝固剤流路ＦＣＣから流出する凝固剤Ｃが吐出孔１０ｃｗから吐出される。これにより、複数の糸状ゲルを平行、非平行、または多層に敷設することができる。また、凝固する時期を調節して、原料Ｍは紡糸ノズルから吐出された後から凝固が始まり、凝固が終わるまでに互いに隣接する原料の吐出孔１０ｗから吐出された原料Ｍ同士が絡み合うようにさせることにより、糸状ゲルＧが二次元的または三次元的に絡み合う。

図９を参照して、第８例の紡糸ノズル１０は、稜線上に原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗが複数配置されているメルトブローン用ノズルであることから、原料Ｍの流量調節が容易で、大量の原料Ｍを流すことが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、糸状ゲルが二次元的または三次元的に絡み合ったものが容易に製造できる。

（第９例：長尺ノズル）
図１０を参照して、図１０（Ａ）は第９例における紡糸ノズル１０の上面図を示し、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＸＢ−ＸＢにおける断面を示し、図１０（Ｃ）は図１０（Ｂ）のＸＣ−ＸＣにおける断面を示す。

図１０（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、第９例の紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗが二次元的に複数配置されている長尺ノズルである。かかる第９例の紡糸ノズルは、ノズル部品１と、ノズル部品２と、ノズル部品３と、で構成される３層構造を有する。原料Ｍを流す原料流路ＦＣは、ノズル部品１により形成される原料流路ＦＣ１１と、ノズル部品２により形成される原料流路ＦＣ１２ｐおよび原料流路ＦＣ１２ｑと、で形成される。原料流路ＦＣ１２ｐから複数の原料流路ＦＣ１２ｑに分岐する。各原料流路ＦＣ１２ｑの末端が原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗとなる。凝固剤Ｃを流す凝固剤流路ＦＣＣは、ノズル部品２およびノズル部品３により形成される。

第９例の紡糸ノズル１０は、二次元的に複数配置されている吐出孔１０ｗから吐出される原料Ｍが凝固剤流路ＦＣＣを流れる凝固剤Ｃに合流し、ゲル化流路ＦＣＧから吐出されるまでに凝固することにより糸状ゲルＧが得られる。

図１０を参照して、第９例の紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出部１０ｍｆの吐出孔１０ｗが二次元的に複数配置されている長尺ノズルであることから、原料Ｍの流量調節が容易で、大量の原料Ｍを流すことが可能で、メンテナンスが容易であるとともに、糸状ゲルＧが一度に大量に製造できる。

（第１０例：可視光硬化性原料使用ノズルまたは紫外線硬化性原料使用ノズル）
図１１を参照して、図１１（Ａ）は第１０例における紡糸ノズルの断面を示し、図１１（Ｂ）は第１０例における紡糸ノズル１０の原料Ｍの吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面を示す。図１〜図１０は、原料Ｍとして凝固剤凝固性原料を用いる各種の紡糸ノズル１０および各種の紡糸ノズル１０の原料の吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面の例を示したものである。これに対して、図１１は、原料Ｍとして可視光硬化性原料または紫外線硬化原料を用いる紡糸ノズル１０および紡糸ノズル１０の原料の吐出部１０ｍｆから吐出される原料Ｍの断面の例を示したものである。

図１１（Ａ）を参照して、原料Ｍが可視光硬化性または紫外線硬化性であることから、第１０例の紡糸ノズル１０において、ゲル化流路ＦＣＧを形成するノズル部品３を可視光透過性または紫外線透過性の材料で形成して、ゲル化流路ＦＣＧを流れる原料Ｍに可視光または紫外線を照射することにより、ゲル化させて、糸状ゲルが得られる。可視光透過性材料としては、特に制限はなく、ソーダガラス、石英ガラス、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネートなどが挙げられる。紫外線透過性材料としては、特に制限はなく、紫外線透過ガラス（低アルカリホウケイ酸ガラス）、ポリメチルペンテンなどが挙げられる。また、第１０例の紡糸ノズル１０は、凝固剤は不要であることから凝固剤流路が形成されていないが、ゲル化流路ＦＣＧに糸状ゲルが付着するのを防止するための保護剤Ｐを流すための保護剤流路ＦＣＰが形成されていることが好ましい。

また、図１１（Ａ）を参照して、ゲル化流路ＦＣＧを形成するノズル部品３を可視光透過性または紫外線透過性の材料で形成しなくても、ゲル化流路ＦＣＧで原料Ｍを硬化させることなく、ゲル化流路ＦＣＧから紡糸ノズル１０の外部に吐出される原料Ｍに可視光または紫外線を照射することにより、ゲル化させて、糸状ゲルを得ることもできる。かかる場合においても、紡糸ノズル１０は、凝固剤は不要であることから凝固剤流路が形成されていないが、ゲル化流路ＦＣＧに糸状ゲルが付着するのを防止するための保護剤Ｐを流すための保護剤流路ＦＣＰが形成されていることが好ましい。

なお、図１１に示す第１０例の紡糸ノズル１０は、図２に示す第１例の紡糸ノズル１０と同様に板型ノズルかつ異形孔ノズルである。しかしながら、本例に示す可視光硬化性原料使用ノズルまたは紫外線硬化性原料使用ノズルは、他のタイプの紡糸ノズル（たとえば、図３に示す異形孔ノズル、図４に示す海島型ノズル、第５に示す分割型ノズル、図６に示す並列型ノズル、図７に示す芯鞘Ｉ型ノズル、図８に示す芯鞘ＩＩ型ノズル、図９に示すメルトブローン用ノズル、および図１０に示す長尺ノズルなど）にも、好適に適用できる。

（実施例１）
図２に示す第１例の紡糸ノズル１０（板型異形孔ノズル）を用いて、原料Ｍとしてラットから採取した肝実質細胞の初代培養から採取した肝実質細胞を３×１０⁷ｃｅｌｌｓ／ｍｌで懸濁させた５質量％アルギン酸ナトリウム水溶液を、凝固剤Ｃとして２質量％の塩化カルシウム水溶液を用いて、糸状ゲルを作製した。紡糸ノズル１０は、原料Ｍの吐出孔１０ｗが円形状のもの（実施例１Ａ）とアスタリスク形状のもの（実施例１Ｂ）との２種類を用いた。円形状の吐出孔は直径が１０００μｍであり、アスタリスク形状の吐出孔はアスタリスク条の長さ（直径）が１０００μｍｍでありアスタリスク条の幅が１５０μｍであった。原料Ｍの流量は５ｍｌ／ｈｒであり、凝固剤Ｃの流量は２４ｍｌ／ｈｒであった。実施例１Ａにおいては、断面形状が直径７００μｍの円形状の糸状ゲルが得られた。実施例１Ｂにおいては、断面形状において１８０°で対向するアスタリスク条の先端間の距離（アスタリスク形状に外接する円の直径）が７６０μｍ、アスタリスク条幅が１３０μｍのアスタリスク形状の糸状ゲルが得られた。

蛍光顕微鏡による断面観察を容易にするため、得られた実施例１Ａおよび実施例１Ｂの糸状ゲルをＤａｐｉ染色により青く蛍光させると、その青い蛍光は、図１２に示すように実施例１Ａにおいてはゲル断面が円形状であり、図１３に示すように実施例１Ｂにおいてはゲル断面がアスタリスク形状であった。

上記で得られた実施例１Ａおよび実施例１Ｂの糸状ゲルを、雰囲気温度３７℃で３日間培養した後、生細胞が緑に染まるカルセイン染色および死細胞が赤に染まるＰＩ染色をそれぞれ行なった。図１４および図１５に示すように、実施例１Ａおよび実施例１Ｂいずれにおいても、糸状ゲルの断面の内部は赤く染まり外周部は緑色に染まり、実施例１Ｂ（図１５）は実施例１Ａ（図１４）に比べて内部の赤く染まった領域が減少した。このことから、断面を円形状からアスタリスク形状にしたことにより、細胞の生存率が高くなったと期待できた。

（実施例２）
図４に示す第３例の紡糸ノズル１０（海島型ノズル）を用いて、島１を形成する原料Ｍ１として赤色の蛍光インクが添加された５質量％のアルギン酸ナトリウム水溶液、島２を形成する原料Ｍ２として緑色の蛍光インクが添加された５質量％のアルギン酸ナトリウム水溶液、海を形成する原料Ｍ３として蛍光インクが添加されていない無色の１質量％のアルギン酸ナトリウム水溶液、凝固剤Ｃとして２質量％の塩化カルシウム水溶液を用いて、糸状ゲルを作製した。紡糸ノズル１０は、複数の原料Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の合流原料の円形状の吐出孔１０ｗの直径が１０００μｍであった。海を形成する原料Ｍ３の流量を４ｍｌ／ｈｒに固定し、島１を形成する原料Ｍ１および島２を形成する原料Ｍ２の流量をそれぞれ０．２ｍｌ／ｈｒ（実施例２Ａ）、０．３ｍｌ／ｈｒ（実施例２Ｂ）および０．６ｍｌ／ｈｒ（実施例２Ｃ）とし、凝固剤Ｃの流量は４ｍｌ／ｈｒとした。

得られた糸状ゲルの断面を蛍光顕微鏡で観察した。図１６〜図１８を参照して、実施例２Ａ〜２Ｃのいずれにおいても、断面の海の外周部に島１および島２が交互に５対配置された海島構造を有する直径約９００μｍの円形状の糸状ゲルが得られた。ゲルの断面積全体に対する島１および島２の断面積の比は、海、島１および島２を形成する原料の流量の比に正に相関する傾向が見られた。ゲルの断面において海部が内部に集中したのは、海部を形成する原料Ｍ３の流量が島１を形成する原料Ｍ１の流量および島２を形成する原料Ｍ２の流量より大きかったためと考えられた。すなわち、海を形成する原料の流量と島を形成する原料の流量とを調整することにより、海島構造における海島の配置を調整することが可能と考えられる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

１，２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，３，４ ノズル部品、１０ 紡糸ノズル、１０ｃｗ 凝固剤の吐出孔、１０ｅ 稜線、１０ｍｆ 原料の吐出部、１０ｗ 原料の吐出孔、２０ 原料供給部、３０ 薬剤供給部、３１ 薬剤槽、３３ ギアポンプ、４０ 回収槽、５０ 温調部、５１ 循環装置、５５ 循環配管、１００ 製造装置、Ｃ 凝固剤、ＦＣ 原料流路、ＦＣＣ 凝固剤流路、ＦＣＧ ゲル化流路、ＦＣＰ 保護剤流路、Ｇ 糸状ゲル、Ｍ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 原料、Ｐ 保護剤、Ｔ 温調媒体。

Claims (10)

1. 紡糸ノズルを用いて１つ以上の原料から糸状のゲルを製造する糸状ゲルの製造方法。
2. 前記紡糸ノズルは、前記原料を流す原料流路と、前記原料を凝固させる凝固剤を流す凝固剤流路および前記原料から製造される前記糸状ゲルもしくは前記原料を保護して前記紡糸ノズルへの付着を防止する保護剤を流す保護剤流路のいずれかの流路と、を含む請求項１に記載の糸状ゲルの製造方法。
3. 前記紡糸ノズルは、１つ以上のノズル部品により、前記原料流路と、前記凝固剤流路および前記保護剤流路のいずれかの流路と、が形成されている請求項２に記載の糸状ゲルの製造方法。
4. 前記紡糸ノズルは、前記原料の吐出部を形成するノズル部品が板状である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の糸状ゲルの製造方法。
5. 前記紡糸ノズルは、前記原料の吐出部の吐出孔の形状が円でない異形孔を有する異型孔ノズルである請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の糸状ゲルの製造方法。
6. 前記紡糸ノズルは、前記異形孔の形状がアスタリスク状および前記アスタリクス状と放射条数が異なるアスタリスク様の少なくともひとつの形状である請求項５に記載の糸状ゲルの製造方法。
7. 前記紡糸ノズルは、１つ以上の前記ノズル部品により、複数の前記原料を分配する請求項３に記載の糸状ゲルの製造方法。
8. 前記紡糸ノズルは、複数の前記原料を、前記原料の吐出部において、海島型、分割型、並列型および芯鞘型の少なくとも１つの型に分配する請求項７に記載の糸状ゲルの製造方法。
9. 前記紡糸ノズルは、前記原料の吐出部の吐出孔が稜線上に複数配置されているメルトブローン用ノズルである請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の糸状ゲルの製造方法。
10. 前記紡糸ノズルは、前記原料の吐出部の吐出孔が二次元的に複数配置されている長尺ノズルである請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の糸状ゲルの製造方法。