JP2019024339A - Method of producing culture scaffold - Google Patents

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Abstract

To efficiently produce culture scaffold provided with fibers aligned in one direction in a non-loose state.SOLUTION: A method of producing a culture scaffold comprises: a deposition step for forming a fiber assembly 20 by discharging fiber raw material liquid to create fibers while depositing the fibers around the circumferential surface of a winding rotary body 10; a substrate preparation step of preparing a substrate 30 provided with an adhesive 40; a transfer step of transferring the fiber assembly 20 to the substrate 30 via the adhesive 40 while rotating the winding rotary body 10; wherein a plurality of belt-like protrusions 10P are provided so as to extend along the direction of the rotary axis of the winding rotary body 10 on the circumferential surface of the winding rotary body 10 and, in the transfer step, a starting point Pwhere peeling off of the fiber assembly 20 starts from one of the protrusions 10P thereof and an end point Pwhere peeling ends are adhered to the adhesive 40.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、培養用足場の製造方法に関し、特に、一方向に配列した繊維を備える培養用足場の生産性の向上に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a culture scaffold, and in particular, to an improvement in productivity of a culture scaffold having fibers arranged in one direction.

近年、生物組織や微生物を培養するための培養用足場として、繊維基材が注目されている(特許文献1参照)。繊維基材は、例えば、織物、編物あるいは不織布であり、三次元の構造を備える。そのため、in vitroで生理的環境に近い状態で、生物組織や微生物を培養することができる。   In recent years, fiber base materials have attracted attention as a culture scaffold for culturing biological tissues and microorganisms (see Patent Document 1). The fiber substrate is, for example, a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric, and has a three-dimensional structure. Therefore, biological tissues and microorganisms can be cultured in a state close to a physiological environment in vitro.

特表2010−517590号公報Special table 2010-517590

生物組織や微生物の成長に方向性が見られる場合、繊維基材を構成する繊維は、ある一方向に配列していることが望ましい。生物組織や微生物が成長し易くなるためである。しかし、通常、繊維基材は、繊維同士の交絡によって形状が保持されており、上記のような配列性を有さない。   When directionality is seen in the growth of biological tissues and microorganisms, it is desirable that the fibers constituting the fiber base material are arranged in a certain direction. This is because biological tissues and microorganisms are easy to grow. However, usually, the fiber base material is held in shape by entanglement of fibers, and does not have the above arrangement.

本発明の一局面は、繊維の原料液をノズルから吐出して、前記繊維を生成させるとともに、前記繊維を、巻取回転体の周面に周回するように堆積させて、繊維集合体を形成する堆積工程と、接着剤を備える基材を準備する基材準備工程と、前記巻取回転体を回転させながら、前記繊維集合体を前記基材に前記接着剤を介して転写する転写工程と、を備え、前記巻取回転体の前記周面に、前記巻取回転体の回転軸に沿う方向に延伸する複数の帯状の凸部が配置されており、前記転写工程において、前記繊維集合体の任意の前記凸部からの剥離が開始する開始地点および前記剥離が終了する終了地点が、前記接着剤に接着される、培養用足場の製造方法に関する。   One aspect of the present invention is to form a fiber assembly by discharging a fiber raw material liquid from a nozzle to generate the fiber and depositing the fiber so as to circulate on a peripheral surface of a winding rotary body. A deposition step, a base material preparation step of preparing a base material provided with an adhesive, and a transfer step of transferring the fiber assembly to the base material via the adhesive while rotating the winding rotary body. A plurality of belt-like convex portions extending in a direction along a rotation axis of the winding rotary body are disposed on the peripheral surface of the winding rotary body, and in the transfer step, the fiber assembly It relates to a method for producing a culture scaffold, wherein a starting point at which peeling from any of the convex portions starts and an end point at which the peeling ends are adhered to the adhesive.

本発明に係る製造方法によれば、一方向に配列した繊維を、弛みのない状態で備える培養用足場を、効率よく製造することができる。   According to the production method of the present invention, it is possible to efficiently produce a culture scaffold provided with fibers arranged in one direction without slack.

本発明に係る製造方法の転写工程における巻取回転体および基材を模式的に示す側面図である((a)〜(c))。It is a side view which shows typically a winding rotary body and a base material in a transfer process of a manufacturing method concerning the present invention ((a)-(c)). 本発明に係る巻取回転体の一例を示す斜視図(a)および平面図(b)である。It is the perspective view (a) and top view (b) which show an example of the winding rotary body which concerns on this invention. 本発明に係る巻取回転体の他の例を示す分解側面図である。It is a decomposition | disassembly side view which shows the other example of the winding rotary body which concerns on this invention. 本発明に係る巻取回転体のさらに他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the further another example of the winding rotary body which concerns on this invention. 本発明に係る製造方法の転写工程における巻取回転体および他の基材を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the winding rotary body and other base material in the transfer process of the manufacturing method which concerns on this invention. 本発明に係る製造方法の各工程における巻取回転体および/または基材を模式的に示す側面図である((a)〜(c))。It is a side view which shows typically the winding rotary body and / or base material in each process of the manufacturing method which concerns on this invention ((a)-(c)). 繊維の配列を説明するための繊維集合体の一部の領域の概略上面図である。It is a schematic top view of the one part area | region of the fiber assembly for demonstrating the arrangement | sequence of a fiber. 繊維集合体の剥離が開始される地点が接着剤に接着されていない場合の転写工程における巻取回転体および基材を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the winding rotary body and base material in a transcription | transfer process in case the point where peeling of a fiber assembly is started is not adhere | attached on the adhesive agent.

繊維を紡糸しながら巻取回転体で巻き取っていくことにより、巻取回転体の周面に形成される繊維集合体は、高い配列性を備える培養用足場として有用である。しかし、その配列性を保持したまま基材に転写することは容易ではない。繊維同士は、巻取回転体から繊維集合体を剥離したときに、その配列を維持できる程度に交絡していないためである。   The fiber assembly formed on the peripheral surface of the winding rotator by spinning the fiber with the winding rotator is useful as a scaffold for culture having high alignment. However, it is not easy to transfer to the substrate while maintaining the alignment. This is because the fibers are not entangled to such an extent that the arrangement can be maintained when the fiber assembly is peeled from the winding rotary body.

本実施形態では、繊維の一方向への配列を維持した状態で繊維集合体を基材に転写するために、巻取回転体の周面に、巻取回転体の回転軸に沿う方向に延伸する複数の帯状の凸部を配置する。これにより、巻取回転体の周面に周回するように配列した繊維の集合体(繊維集合体)は、巻取回転体から剥離され易くなる。   In this embodiment, in order to transfer the fiber assembly to the base material while maintaining the alignment of the fibers in one direction, the fiber is stretched in the direction along the rotation axis of the winding rotating body. A plurality of belt-like convex portions are arranged. Thereby, the fiber assembly (fiber assembly) arranged so as to circulate around the circumferential surface of the winding rotary body is easily peeled off from the winding rotary body.

さらに、基材の表面の少なくとも一部には接着剤が配置されている。そのため、転写工程では、上記の凸部と接着剤とが繊維集合体を介して密着することにより、繊維集合体は、凸部から接着剤を介して基材へと転写される。このとき、繊維集合体の任意の凸部からの剥離が開始する開始地点および剥離が終了する終了地点は、同時に、あるいは、順次、接着剤に接着する。これにより、繊維集合体は、繊維の配列を維持したまま、弛みのない状態で基材に容易に転写される。   Furthermore, an adhesive is disposed on at least a part of the surface of the substrate. For this reason, in the transfer step, the convex portion and the adhesive are brought into close contact with each other via the fiber assembly, whereby the fiber aggregate is transferred from the convex portion to the base material via the adhesive. At this time, the start point at which peeling from an arbitrary convex part of the fiber assembly starts and the end point at which peeling ends are simultaneously or sequentially bonded to the adhesive. As a result, the fiber assembly is easily transferred to the substrate without sagging while maintaining the fiber arrangement.

以下、転写工程を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る製造方法の転写工程における巻取回転体および基材を模式的に示す側面図である。図1(a)は、任意の凸部10P上の繊維集合体20の剥離が開始される前の側面図であり、図1(b)は、当該剥離が開始する開始地点Pにおける側面図であり、図1(c)は、当該剥離が終了する終了地点Pにおける側面図である。なお、図示例では、便宜的に繊維集合体20、凸部10Pおよび接着剤40にハッチングを付している。 Hereinafter, the transfer process will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view schematically showing a winding rotary body and a substrate in a transfer process of the manufacturing method according to the present embodiment. 1 (a) is a side view of a prior separation of the fiber assembly 20 on any of the projecting portion 10P is started, FIG. 1 (b), a side view of the start point P S to which the peeling is started , and the FIG. 1 (c) is a side view of the end point P E where the peeling is completed. In the illustrated example, the fiber assembly 20, the convex portion 10P, and the adhesive 40 are hatched for convenience.

転写工程では、巻取回転体10を回転させながら、その周面に堆積する繊維集合体20を基材30に転写する(図1(a))。基材30の少なくとも一部には接着剤40が配置されており、繊維集合体20は、接着剤40を介して基材30に転写される。   In the transfer step, the fiber assembly 20 deposited on the peripheral surface is transferred to the substrate 30 while rotating the winding rotary member 10 (FIG. 1A). An adhesive 40 is disposed on at least a part of the base material 30, and the fiber assembly 20 is transferred to the base material 30 via the adhesive 40.

繊維集合体20の開始地点Pが接着剤40に接着されていない場合、図8に示すように、当該剥離は、巻取回転体10が回転することによって、基材30と凸部10Pとの距離が十分に大きくなった時点で開始される。このとき、繊維集合体20には大きなテンションTがかかっている。そのため、繊維集合体20を形成する繊維が断糸したり、繊維集合体20自体が断裂したりする場合がある。さらに、繊維集合体20に断裂が生じた結果、繊維集合体20の一部が巻取回転体10に残存する場合がある。なお、図8は、繊維集合体20の開始地点Pが接着剤40に接着されていない場合の転写工程における巻取回転体および基材を模式的に示す側面図である。 If the starting point P S of the fiber assembly 20 is not adhered to the adhesive 40, as shown in FIG. 8, the delamination by the winding rotary member 10 is rotated, the substrate 30 and the convex portion 10P It starts when the distance becomes large enough. At this time, a large tension T is applied to the fiber assembly 20. For this reason, the fibers forming the fiber assembly 20 may be broken or the fiber assembly 20 itself may be torn. Furthermore, as a result of the tearing of the fiber assembly 20, a part of the fiber assembly 20 may remain on the winding rotary body 10. Incidentally, FIG. 8 is a side view of the winding rotary member and the base material shown schematically in the transfer step in the case where the start point P S of the fiber assembly 20 is not adhered to the adhesive 40.

繊維集合体20の終了地点Pが接着剤40に接着されていない場合も同様に、当該剥離は、基材30と凸部10Pとの距離が再び十分に大きくなることにより終了する。このときにも、繊維集合体20にはやはり大きなテンションがかかっている。そのため、基材30に転写されて上記テンションから解放された繊維集合体20には弛みが生じ易く、また、繊維の配列が乱れ易い。 Similarly, when the end point P E of the fiber assembly 20 is not adhered to the adhesive 40, the peel, the distance between the substrate 30 and the convex portion 10P is terminated by again becomes sufficiently large. Also at this time, the fiber assembly 20 is still under great tension. Therefore, the fiber assembly 20 transferred to the substrate 30 and released from the tension is likely to be loosened, and the fiber arrangement is likely to be disturbed.

本実施形態では、繊維集合体20の任意の凸部10Pからの剥離が開始する開始地点Pは、接着剤40に接着されている。つまり、繊維集合体20の開始地点Pは、接着剤40に接着された状態で凸部10Pから剥離される(図1(b))。さらに、繊維集合体20の終了地点Pも、接着剤40に接着された状態で凸部10Pから剥離される(図1(c))。そのため、繊維にはテンションがかかり難い、よって、開始地点Pと終了地点Pとの間で繊維集合体20は弛むことなく、かつ、配列を維持した状態で、容易に基材30に転写される。 In the present embodiment, the start point P S peeling starts from any protrusions 10P of the fiber assembly 20 is adhered to the adhesive 40. That is, the start point P S of the fiber aggregate 20 is peeled from convex portion 10P in a state of being adhered to the adhesive 40 (Figure 1 (b)). Furthermore, end point P E of the fiber aggregate 20 is also peeled from the protrusion 10P in a state of being adhered to the adhesive 40 (FIG. 1 (c)). Therefore, hardly takes tension on the fiber, thus, without loosening the fiber assembly 20 between the start point P S and the end point P E, and, while maintaining the sequence, readily transferred to the substrate 30 Is done.

転写工程において、回転する凸部10Pの少なくとも一部と接着剤40の少なくとも一部とが繊維集合体20を介して密着することによって、凸部10Pの投影された形状が反映された、繊維集合体20と接着剤40との密着領域(図示せず)が形成される。開始地点Pは、この密着領域のうち、凸部10Pの延伸方向D(図2参照)に沿う端部であって、最初に接着剤40と密着する方の端部である。終了地点Pは、密着領域の開始地点Pに対向する端部である。なお、密着領域は、堆積工程の後、転写工程前において、凸部10Pと繊維集合体20とが接触している領域とは異なり得る。転写工程では、凸部10Pは回転するとともに、基材30に押し付けられて変形し得るためである。 In the transfer step, at least a part of the rotating convex part 10P and at least a part of the adhesive 40 are brought into close contact with each other via the fiber assembly 20, whereby the projected shape of the convex part 10P is reflected. A close contact region (not shown) between the body 20 and the adhesive 40 is formed. Starting point P S, of the contact region, a end portion along the extending direction D P of the convex portion 10P (see FIG. 2), which is the end which is in close contact with the first adhesive 40. End point P E is the end opposite to the starting point P S of the contact area. Note that the close contact region may be different from the region where the convex portion 10P and the fiber assembly 20 are in contact after the deposition step and before the transfer step. This is because, in the transfer process, the convex portion 10P rotates and is pressed against the base material 30 to be deformed.

(巻取回転体)
巻取回転体10の構成は、回転可能である限り特に限定されず、ドラム状であってもよいし、複数のロールで張架されたベルトであってもよい。後者の場合、少なくとも1本のロールを回転駆動させて、ベルトを回転させる。巻取回転体10の材質としては、例えば、金属材料、各種樹脂、各種ゴム、セラミックスおよびこれらの組み合わせが挙げられる。巻取回転体10がベルトである場合、ベルトは、金属ベルトであってもよいし、樹脂ベルトであってもよい。電界紡糸法により繊維21が紡糸される場合、樹脂ベルトは導電性を備えることが好ましい。巻取回転体10の外形は、例えば、円柱または角柱であってもよい。
(Winding rotary body)
The configuration of the winding rotary body 10 is not particularly limited as long as it can rotate, and may be a drum shape or a belt stretched by a plurality of rolls. In the latter case, the belt is rotated by rotating at least one roll. Examples of the material of the winding rotary body 10 include metal materials, various resins, various rubbers, ceramics, and combinations thereof. When the winding rotary body 10 is a belt, the belt may be a metal belt or a resin belt. When the fiber 21 is spun by the electrospinning method, the resin belt preferably has conductivity. The outer shape of the winding rotary body 10 may be, for example, a cylinder or a prism.

図2(a)および(b)に、巻取回転体10の一例を示す。図2(a)は、巻取回転体10の一例を示す斜視図であり、図2(b)は、その平面図である。図2では、巻取回転体10の周面に堆積する繊維21(繊維集合体20)の一部も併せて示している。   An example of the winding rotary body 10 is shown in FIGS. FIG. 2A is a perspective view showing an example of the winding rotary body 10, and FIG. 2B is a plan view thereof. In FIG. 2, a part of the fibers 21 (fiber assembly 20) deposited on the peripheral surface of the winding rotary body 10 is also shown.

繊維21は、巻取回転体10の周面を周回する方向(以下、配列方向D21)に配列しながら、巻取回転体10の周面に堆積される。配列方向D21は、例えば、巻取回転体10の回転方向(すなわち、巻取回転体10の回転軸Aに垂直な方向)に沿う方向である。配列方向D21と回転軸Aとのなす角度θ21(ただし、θ21≦90°)は、例えば、60°以上、90°以下でもよい。なお、配列方向D21は、繊維21を巻取回転体10の周面の法線方向から見たときの、繊維21の長手方向である(図2(b)参照)。繊維21の長手方向は、巻取回転体10の周面の法線方向から見たときの繊維21の近似直線をとって、求めてもよい。角度θ21は、複数の繊維21の配列方向D21と回転軸Aとのなす角度の平均値である。巻取回転体10に堆積する複数の繊維21の配列方向D21は、上記範囲内で互いに異なっていてもよい。 The fibers 21 are deposited on the circumferential surface of the winding rotator 10 while being arranged in a direction (hereinafter referred to as an arrangement direction D 21 ) around the circumferential surface of the winding rotator 10. The arrangement direction D 21 is, for example, the rotational direction of the winding rotary member 10 (i.e., the direction perpendicular to the rotation axis A of the winding rotary member 10) is a direction along the. The angle θ 21 (where θ 21 ≦ 90 °) formed by the arrangement direction D 21 and the rotation axis A may be, for example, 60 ° or more and 90 ° or less. Incidentally, the arrangement direction D 21 is when viewing the fiber 21 from the normal direction of the peripheral surface of the winding rotary member 10, a longitudinal direction of the fiber 21 (see Figure 2 (b)). The longitudinal direction of the fiber 21 may be obtained by taking an approximate straight line of the fiber 21 when viewed from the normal direction of the peripheral surface of the winding rotary body 10. Angle theta 21 is the average value of the angle formed between the arrangement direction D 21 of the plurality of fibers 21 and the rotary shaft A. The arrangement direction D 21 of the plurality of fibers 21 deposited on the winding rotary member 10 may be different from each other within the above range.

凸部10Pは、帯状であって、巻取回転体10の周面において、巻取回転体10の回転軸Aに沿う延伸方向Dに延伸している。延伸方向Dは、回転軸Aに平行である場合に限られず、延伸方向Dと回転軸Aとのなす角度θ(ただし、θ<90°)は、例えば、0°以上、30°以下である。なかでも、繊維集合体20の剥離性の観点から、角度θは0°以上、20°以下であることが好ましい。 Protrusion 10P is a strip, the circumferential surface of the winding rotary member 10, extends in the extending direction D P along the rotation axis A of the winding rotary member 10. Extending direction D P is not limited to the case it is parallel to the rotation axis A, the angle between the rotational axis A to the stretching direction D P θ P (However, θ P <90 °), for example, 0 ° or more, 30 ° or less. Especially, from a viewpoint of the peelability of the fiber assembly 20, it is preferable that angle (theta) P is 0 degree or more and 20 degrees or less.

延伸方向Dは、繊維21の配列方向D21と交差する方向である。延伸方向Dと配列方向D21とのなす角度θ(ただし、θ≦90°)は、例えば、60°以上、90°以下である。なお、延伸方向Dは、凸部10Pを巻取回転体10の周面の法線方向から見たとき、凸部10Pの長手方向の中心線LCPが延伸する方向である。中心線LCPが曲線を含む場合、延伸方向Dは、中心線LCPを囲む最小の矩形の中心線が延伸する方向である。後述するリブ10Rの延伸方向Dも同様にして求められる。 Extending direction D P is a direction intersecting the arrangement direction D 21 of the fiber 21. The angle between the stretching direction D P to the arrangement direction D 21 theta (However, theta ≦ 90 °), for example, 60 ° or more and 90 ° or less. Incidentally, the stretching direction D P, when viewed protrusion 10P in the normal direction of the peripheral surface of the winding rotary member 10, a longitudinal centerline L CP of the convex portion 10P is the direction of stretching. If the center line L CP contains a curve, the extending direction D P is the minimum rectangular center line surrounding the center line L CP is the direction of stretching. Extending direction D R to be described later rib 10R may be obtained in the same manner.

凸部10Pの形状は、帯状である限り特に限定されない。帯状とは、凸部10Pの延伸方向Dの長さが、延伸方向Dに垂直な方向の長さよりも長い形状である。凸部10Pを巻取回転体10の周面の法線方向から見たときの形状としては、例えば、矩形、台形等が挙げられる。 The shape of the convex portion 10P is not particularly limited as long as it is a belt shape. The strip, the length of the extending direction D P of the convex portion 10P is a shape longer than the length in the direction perpendicular to the extending direction D P. Examples of the shape when the convex portion 10P is viewed from the normal direction of the peripheral surface of the winding rotary body 10 include a rectangle and a trapezoid.

凸部10Pの数は特に限定されず、2本以上であればよい。なかでも、繊維集合体20の剥離性の観点から、巻取回転体10の周面に3本以上配置されることが好ましく、10本以上配置されることが好ましい。また、同様の観点から、凸部10Pは等間隔に配置されることが好ましい。なお、後述するように、繊維集合体20の基材30(図10(c)参照)への転写工程に先立って、繊維集合体20が巻取回転体10に捲回された状態で切断される場合、切断後の繊維集合体20の少なくとも一部が凸部10Pに接触した状態になるよう、繊維集合体20は凸部10P同士の間で切断される。これにより、繊維21の配列が維持され易くなる。この場合、切断予定箇所C(図3参照)の凸部10P同士の間隔を、他の部分の凸部10P同士の間隔よりも小さくすることが好ましい。   The number of the convex portions 10P is not particularly limited and may be two or more. Among these, from the viewpoint of peelability of the fiber assembly 20, three or more are preferably arranged on the peripheral surface of the winding rotary body 10, and ten or more are preferably arranged. Further, from the same viewpoint, it is preferable that the convex portions 10P are arranged at equal intervals. As will be described later, prior to the transfer step of the fiber assembly 20 to the base material 30 (see FIG. 10C), the fiber assembly 20 is cut in a state of being wound around the winding rotary member 10. The fiber assembly 20 is cut between the protrusions 10P so that at least a part of the cut fiber assembly 20 is in contact with the protrusions 10P. Thereby, the arrangement of the fibers 21 is easily maintained. In this case, it is preferable that the interval between the convex portions 10P of the planned cutting location C (see FIG. 3) is smaller than the interval between the convex portions 10P in other portions.

凸部10Pの短手方向の長さ(幅)は特に限定されない。なかでも、繊維集合体20の剥離性の観点から、すべての凸部10Pの巻取回転体10の周面に当接する総面積が、巻取回転体10の周面の表面積の10%以上、80%以下、特に30%以上、70%以下になるように、各凸部10Pの幅を決定することが好ましい。凸部10Pの延伸方向Dの長さも特に限定されない。なかでも、巻取回転体10の周面のうち、少なくとも繊維21が堆積し得る領域にわたって、凸部10Pが延伸していることが好ましい。 The length (width) in the short direction of the convex portion 10P is not particularly limited. Among these, from the viewpoint of the peelability of the fiber assembly 20, the total area in contact with the peripheral surface of the winding rotary body 10 of all the convex portions 10 </ b> P is 10% or more of the surface area of the peripheral surface of the winding rotary body 10, It is preferable to determine the width of each convex portion 10P so that it is 80% or less, particularly 30% or more and 70% or less. The length of the extending direction D P of the convex portion 10P is not particularly limited. Especially, it is preferable that the convex part 10P is extended over the area | region where the fiber 21 can accumulate on the surrounding surface of the winding rotary body 10 at least.

凸部10Pの高さは特に限定されない。なかでも、繊維21の弛みを抑制し、一方向への配列を維持し易い点で、凸部10Pの高さは過度に高くないことが好ましい。繊維集合体20の剥離性および繊維21の弛み抑制の観点から、凸部10Pの高さは100〜5000μmであることが好ましい。凸部10Pの高さは、巻取回転体10の周面の法線方向における平均値である。   The height of the convex portion 10P is not particularly limited. Especially, it is preferable that the height of the convex part 10P is not excessively high at the point which suppresses the slack of the fiber 21 and it is easy to maintain the arrangement | sequence in one direction. From the viewpoint of peelability of the fiber assembly 20 and suppression of slackness of the fibers 21, the height of the convex portion 10P is preferably 100 to 5000 μm. The height of the convex portion 10 </ b> P is an average value in the normal direction of the peripheral surface of the winding rotary body 10.

凸部10Pの材質は特に限定されず、各種樹脂材料が挙げられる。なかでも、凸部10Pは、少なくとも繊維21との接触部にシリコーンゴム層を備えることが好ましい。繊維集合体20の剥離性がさらに向上するためである。一方で、シリコーンゴムは適度な粘着性を備えるため、転写工程の前に繊維集合体20が巻取回転体10の周面から剥離することが抑制される。   The material of the convex part 10P is not specifically limited, Various resin materials are mentioned. Especially, it is preferable that the convex part 10P is provided with a silicone rubber layer at least in a contact part with the fiber 21. This is because the peelability of the fiber assembly 20 is further improved. On the other hand, since the silicone rubber has appropriate adhesiveness, the fiber assembly 20 is prevented from peeling from the peripheral surface of the winding rotary body 10 before the transfer step.

シリコーンゴムとは、主鎖がケイ素−酸素結合(シロキサン結合)により形成される、熱硬化性の化合物である。シリコーンゴムとしては、例えば、メチルシリコーンゴム、ビニル−メチルシリコーンゴム、フェニル−メチルシリコーンゴム、ジメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等が挙げられる。もちろん、凸部10Pの全体がシリコーンゴムにより形成されていてもよい。なお、後述するように、繊維21が電界紡糸法により生成される場合、凸部10Pは導電性を備えることが好ましい。   Silicone rubber is a thermosetting compound whose main chain is formed by silicon-oxygen bonds (siloxane bonds). Examples of the silicone rubber include methyl silicone rubber, vinyl-methyl silicone rubber, phenyl-methyl silicone rubber, dimethyl silicone rubber, and fluorosilicone rubber. Of course, the entire protrusion 10P may be formed of silicone rubber. As will be described later, when the fiber 21 is produced by an electrospinning method, the convex portion 10P preferably has conductivity.

取扱い性の観点から、凸部10Pは、巻取回転体10に着脱可能な状態で配置されることが好ましい。例えば、図3に示すように、支持シート121と、支持シート121の表面に帯状に配置されたシリコーンゴム122とを備える凹凸シート12を準備し、この凹凸シート12を回転基体11の周囲に捲回してもよい。このとき、シリコーンゴム122が凸部10Pに対応する。この構成により、凸部10Pの配設が容易となるとともに、凸部10Pが劣化した場合の交換も容易となる。   From the viewpoint of handleability, it is preferable that the convex portion 10 </ b> P is arranged in a state where it can be attached to and detached from the winding rotary body 10. For example, as shown in FIG. 3, a concavo-convex sheet 12 including a support sheet 121 and a silicone rubber 122 arranged in a strip shape on the surface of the support sheet 121 is prepared, and the concavo-convex sheet 12 is placed around the rotating base 11. You may turn. At this time, the silicone rubber 122 corresponds to the convex portion 10P. With this configuration, the protrusions 10P can be easily arranged and can be easily replaced when the protrusions 10P deteriorate.

支持シート121の材質は特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、ポリイミド等が挙げられる。繊維21が電界紡糸法により生成される場合、支持シート121もまた導電性を備えることが好ましい。支持シート121の厚みも特に限定されず、支持シート121の材質等に応じて適宜設定すればよい。シリコーンゴム122としては、上記した化合物が例示できる。   The material of the support sheet 121 is not particularly limited, and examples thereof include polyester such as polyethylene terephthalate (PET), polyimide, and the like. When the fiber 21 is produced by an electrospinning method, the support sheet 121 is also preferably provided with conductivity. The thickness of the support sheet 121 is not particularly limited, and may be set as appropriate according to the material of the support sheet 121 and the like. Examples of the silicone rubber 122 include the compounds described above.

また、基材30への転写工程の際に、繊維21の配列が維持され易い点で、巻取回転体10の周面に、図4に示すように、回転軸Aと交差する方向に延伸するリブ10Rを配置することが好ましい。   Further, in the process of transferring to the base material 30, the fiber 21 is easily maintained in the arrangement, and is stretched in the direction intersecting the rotation axis A as shown in FIG. It is preferable to arrange the ribs 10R.

(接着剤)
接着剤40は、基材30の少なくとも開始地点Pおよび終了地点Pに対応する位置に配置される。接着剤40は、開始地点P、終了地点P、および、開始地点Pと終了地点Pとの間に対応する位置に、帯状に配置されてもよい。この場合、凸部10Pの短手方向における接着剤40の長さ(幅)は、凸部10Pの短手方向の長さ(幅)よりも大きい。なお、凸部10Pの幅(短手方向の長さ)が小さい場合、開始地点Pと終了地点Pとは、密接、さらには、重複し得る。接着剤40は、図5に示すように、開始地点P、終了地点P、および、開始地点Pと終了地点Pとの間の一部に対応する位置に、帯状に配置されてもよい。
(adhesive)
The adhesive 40 is disposed at a position corresponding to at least the start point P S and end point P E of the substrate 30. The adhesive 40 may be disposed in a band shape at a start point P S , an end point P E , and a position corresponding to between the start point P S and the end point P E. In this case, the length (width) of the adhesive 40 in the short direction of the convex portion 10P is larger than the length (width) of the convex portion 10P in the short direction. Incidentally, if the width of the convex portion 10P (length in the short direction) is small, and the starting point P S and the end point P E, close, further, may overlap. As shown in FIG. 5, the adhesive 40 is disposed in a band shape at a position corresponding to a start point P S , an end point P E , and a part between the start point P S and the end point P E. Also good.

接着剤40の種類は特に限定されず、例えば、シリコーン樹脂、ホットメルト樹脂または紫外線硬化樹脂等が挙げられる。   The kind of adhesive 40 is not specifically limited, For example, a silicone resin, hot melt resin, or ultraviolet curable resin is mentioned.

シリコーン樹脂は、感圧接着剤とも言われており、その粘着性により、繊維集合体20と基材30とを接着する。シリコーン樹脂としては、例えば、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等が挙げられる。ホットメルト樹脂は、加熱された状態で基材30に配置され、冷却されることによって、繊維集合体20と基材30とを接着する。ホットメルト樹脂の材質は特に限定されず、例えば、ポリウレタン(PU)、PET等のポリエステル、ウレタン変性共重合ポリエステル等の共重合ポリエステル、PA、ポリオレフィン(例えば、PP、PE)等の熱可塑性樹脂を主成分(50質量%以上を占める成分)として含む。   The silicone resin is also referred to as a pressure-sensitive adhesive, and adheres the fiber assembly 20 and the base material 30 due to its adhesiveness. Examples of the silicone resin include dimethyl silicone and methylphenyl silicone. The hot melt resin is disposed on the base material 30 in a heated state, and is cooled, thereby bonding the fiber assembly 20 and the base material 30 together. The material of the hot melt resin is not particularly limited. For example, a polyester such as polyurethane (PU) or PET, a copolymer polyester such as urethane-modified copolymer polyester, a thermoplastic resin such as PA or polyolefin (for example, PP or PE) is used. It is included as a main component (component occupying 50% by mass or more).

紫外線硬化樹脂は、紫外線照射により重合して硬化することにより、繊維集合体20と基材30とを接着する。紫外線硬化樹脂の種類は特に限定されず、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。紫外線硬化樹脂を用いる場合、転写工程の前に紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し、半硬化状態にしておくことが好ましい。この場合、転写工程において繊維集合体20と基材30とが当接した後、さらに紫外線照射を行って、紫外線硬化樹脂を完全に硬化させる。転写工程における紫外線照射は、例えば基材30側から行う。   The ultraviolet curable resin adheres the fiber assembly 20 and the substrate 30 by being polymerized and cured by ultraviolet irradiation. The kind of ultraviolet curable resin is not specifically limited, An acrylic resin, an epoxy resin, etc. are mentioned. When an ultraviolet curable resin is used, it is preferable to irradiate the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays before the transfer step so as to be in a semi-cured state. In this case, after the fiber assembly 20 and the base material 30 are in contact with each other in the transfer step, ultraviolet irradiation is further performed to completely cure the ultraviolet curable resin. The ultraviolet irradiation in the transfer process is performed from the base material 30 side, for example.

接着剤40としては、硬化させるための特別なステップが省略できる点で、ホットメルト樹脂およびシリコーン樹脂が好ましく、さらに、接着剤を溶融させるための加熱装置が不要である点で、シリコーン樹脂が好ましい。また、硬化が速やかに進行する点で、紫外線硬化樹脂が好ましい。   As the adhesive 40, a hot melt resin and a silicone resin are preferable in that a special step for curing can be omitted. Further, a silicone resin is preferable in that a heating device for melting the adhesive is unnecessary. . Moreover, an ultraviolet curable resin is preferable at the point that hardening progresses rapidly.

接着剤40の付与量は特に限定されず、凸部10Pの数や幅等に応じて適宜設定される。なかでも、繊維集合体20と基材30との接着性を確保しながら生物組織や微生物の培養を阻害しないようにする観点から、接着剤40の付与量は、0.5〜100mg/cmであることが好ましい。 The application amount of the adhesive 40 is not particularly limited, and is appropriately set according to the number and width of the convex portions 10P. Especially, from the viewpoint of preventing the culture of biological tissues and microorganisms from being inhibited while ensuring the adhesiveness between the fiber assembly 20 and the substrate 30, the applied amount of the adhesive 40 is 0.5 to 100 mg / cm 2. It is preferable that

[製造方法]
本実施形態に係る培養用足場の製造方法は、繊維21の原料液をノズルから吐出して、繊維21を生成させるとともに、繊維21を、巻取回転体10の周面に周回するように堆積させて、繊維集合体20を形成する堆積工程と、接着剤を備える基材を準備する基材準備工程と、巻取回転体10を回転させながら、繊維集合体20を基材30に接着剤を介して転写する転写工程と、を具備する。このとき、巻取回転体10の周面に、巻取回転体10の回転軸Aに沿う方向に延伸する複数の帯状の凸部10Pが配置されている。さらに、転写工程において、繊維集合体20の任意の凸部10Pからの剥離が開始する開始地点Pおよび当該剥離が終了する終了地点Pは、接着剤40に接着されている。
[Production method]
In the manufacturing method of the scaffold for culture according to the present embodiment, the raw material liquid of the fiber 21 is discharged from the nozzle to generate the fiber 21, and the fiber 21 is deposited so as to circulate around the circumferential surface of the winding rotary body 10. The fiber assembly 20 is bonded to the base material 30 while rotating the winding rotary body 10 while the deposition step for forming the fiber assembly 20, the base material preparation step for preparing the base material including the adhesive, and the winding rotary body 10 are rotated. And a transfer step of transferring via. At this time, a plurality of belt-like convex portions 10 </ b> P extending in the direction along the rotation axis A of the winding rotator 10 are arranged on the peripheral surface of the winding rotator 10. Further, in the transfer step, the end point P E that any starting point P S and the peeling peeling starts from the convex portion 10P of the fiber assembly 20 is completed, is adhered to the adhesive 40.

上記の培養用足場は、たとえば、繊維21の原料液をノズルから吐出して、繊維21を生成させるとともに、繊維21を、巻取回転体10の周面に周回するように堆積させて、繊維集合体20を形成する堆積部と、巻取回転体10を回転させながら、繊維集合体20を、接着剤を備える基材に接着剤を介して転写する転写部と、を備える装置により製造される。このとき、巻取回転体10は、その周面に複数の帯状の凸部10Pを備える。   For example, the above-described culture scaffold discharges the raw material liquid of the fiber 21 from the nozzle to generate the fiber 21 and deposits the fiber 21 so as to circulate on the peripheral surface of the winding rotary body 10. It is manufactured by an apparatus that includes a deposition unit that forms the assembly 20 and a transfer unit that transfers the fiber assembly 20 to a base material that includes an adhesive while rotating the winding rotary member 10. The At this time, the winding rotary body 10 includes a plurality of belt-like convex portions 10P on the peripheral surface thereof.

以下、本実施形態に係る培養用足場の製造方法について、主に図6を参照しながら、詳細に説明する。図6(a)〜(c)は、本実施形態の各工程における巻取回転体10および/または基材30等を模式的に示す側面図である。本実施形態において、培養用足場100は、繊維集合体20と基材30とを備える。   Hereinafter, the manufacturing method of the culture scaffold according to the present embodiment will be described in detail with reference mainly to FIG. 6A to 6C are side views schematically showing the winding rotary body 10 and / or the base material 30 in each step of the present embodiment. In the present embodiment, the culture scaffold 100 includes a fiber assembly 20 and a base material 30.

(1)堆積工程(図6(a))
本工程では、原料液22から繊維21を生成させるとともに、繊維21を巻取回転体10の周面を1周以上、周回させながら堆積させる。これにより、巻取回転体10の周面には、繊維集合体20が形成される。
(1) Deposition process (FIG. 6 (a))
In this step, the fibers 21 are generated from the raw material liquid 22, and the fibers 21 are deposited while rotating around the circumferential surface of the winding rotary body 10 one or more times. Thereby, the fiber assembly 20 is formed on the peripheral surface of the winding rotary body 10.

原料液22から繊維21を生成する方法(紡糸法)は特に限定されず、生成させる繊維21の種類等に応じて適宜選択すればよい。紡糸法としては、例えば、溶液紡糸法、溶融紡糸法および電界紡糸法等が挙げられる。   The method (spinning method) for producing the fibers 21 from the raw material liquid 22 is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the type of the fibers 21 to be produced. Examples of the spinning method include a solution spinning method, a melt spinning method, and an electrospinning method.

溶液紡糸法は、繊維21の原料を溶媒に溶解して得られた溶液を、原料液22として用いる方法である。溶媒を用いる溶液紡糸法には、いわゆる湿式紡糸法および乾式紡糸法がある。なかでも、繊維21を一方向に配列させた状態で堆積させ易い点で、乾式紡糸法が好ましい。乾式紡糸法では、原料液22を空気中に吐出した後、加熱等により溶媒を除去することにより、繊維21が形成される。   The solution spinning method is a method in which a solution obtained by dissolving the raw material of the fiber 21 in a solvent is used as the raw material liquid 22. The solution spinning method using a solvent includes a so-called wet spinning method and a dry spinning method. Among these, the dry spinning method is preferable in that the fibers 21 are easily deposited while being arranged in one direction. In the dry spinning method, the fiber 21 is formed by discharging the raw material liquid 22 into the air and then removing the solvent by heating or the like.

溶融紡糸法は、繊維21の原料を加熱して溶融させた溶融液を、原料液22として用いる方法である。得られた原料液22は、空気中に吐出された後、冷却されることにより、繊維状に固化する。この場合、通常、繊維21の原料を溶解するための溶媒は使用しない。よって、溶融紡糸法は、溶媒の除去作業が省略できる点で好ましい。   The melt spinning method is a method in which a melt obtained by heating and melting the raw material of the fiber 21 is used as the raw material liquid 22. The obtained raw material liquid 22 is solidified into a fibrous form by being cooled in the air and then cooled. In this case, normally, a solvent for dissolving the raw material of the fiber 21 is not used. Therefore, the melt spinning method is preferable in that the solvent removal operation can be omitted.

電界紡糸法は、繊維21の原料を溶媒に溶解して得られた溶液を原料液22として用いる点で、溶液紡糸法と共通する。しかし、電界紡糸法では、原料液22に高電圧を印加しながら空気中に吐出する。原料液22に含まれる溶媒は、巻取回転体10の周面に到達するまでの過程において揮発する。   The electrospinning method is common to the solution spinning method in that a solution obtained by dissolving the raw material of the fiber 21 in a solvent is used as the raw material liquid 22. However, in the electrospinning method, the raw material liquid 22 is discharged into the air while applying a high voltage. The solvent contained in the raw material liquid 22 volatilizes in the process until it reaches the peripheral surface of the winding rotary body 10.

電界紡糸法では、原料液22に高電圧を印加するため、原料液22をプラスあるいはマイナスに帯電させる。このとき、巻取回転体10をグランドさせるか、あるいは、原料液22とは逆の極性に帯電させることにより、空気中に吐出された原料液22の吐出端は巻取回転体10に引き寄せられて、その周面に付着する。そして、原料液22を吐出しながら巻取回転体10を回転させることにより、溶液紡糸法および溶融紡糸法と同様に、繊維21は、巻取回転体10の周面に周回しながら堆積し、巻取回転体10の周面の少なくとも一部を覆い、配列方向D21に配列する繊維21を備える繊維集合体20が形成される。 In the electrospinning method, in order to apply a high voltage to the raw material liquid 22, the raw material liquid 22 is charged positively or negatively. At this time, the discharge end of the raw material liquid 22 discharged into the air is attracted to the take-up rotary body 10 by grounding the winding rotary body 10 or charging it with a polarity opposite to that of the raw material liquid 22. And adhere to the peripheral surface. Then, by rotating the winding rotary body 10 while discharging the raw material liquid 22, the fibers 21 are deposited while circling around the circumferential surface of the winding rotary body 10, as in the solution spinning method and the melt spinning method. It covers at least a portion of the peripheral surface of the winding rotary member 10, the fiber aggregate 20 comprising the fibers 21 arranged in the arrangement direction D 21 is formed.

(原料液)
溶液紡糸法や電界紡糸法で利用する原料液22は、繊維21の原料と溶媒とを含む。溶融紡糸法で利用する原料液22は、溶融した繊維21の原料を含む。溶融紡糸法では、原料の溶媒への溶解性を考慮する必要がないため、原料の選択肢が広がる。
(Raw material liquid)
The raw material liquid 22 used in the solution spinning method and the electrospinning method includes the raw material of the fiber 21 and a solvent. The raw material liquid 22 used in the melt spinning method includes a raw material of the melted fiber 21. In the melt spinning method, it is not necessary to consider the solubility of the raw material in the solvent, so that the choice of the raw material is expanded.

繊維21の原料としては、生物組織や微生物の培養用足場として用いることができる限り特に限定されない。なかでも、生物組織や微生物に対する親和性が高く、培養する際、生物組織や微生物にストレスを与え難い点で、繊維21の原料は、ポリスチレンブロックおよびポリブタジエンブロックを含むブロックポリマーと、当該ブロックポリマーとは異なるスチレン樹脂と、を含むことが好ましい。   The raw material of the fiber 21 is not particularly limited as long as it can be used as a scaffold for culturing biological tissue or microorganisms. Among them, the raw material of the fiber 21 includes a block polymer containing a polystyrene block and a polybutadiene block, a block polymer containing the polystyrene block and a polybutadiene block, because it has a high affinity for the biological tissue and microorganism and is difficult to give stress to the biological tissue and microorganism. Preferably contain different styrene resins.

ブロックポリマーは、例えば、ポリブタジエン(PB)ブロックとポリスチレン(PS)ブロックとが連結したジブロック体であってもよいが、PBブロックとPSブロックとが交互に連結したトリブロック体以上のポリブロック体が好ましい。ブロックポリマーは、スチレン樹脂との親和性を確保する観点から、少なくとも末端にPSブロックを含むことが好ましい。PBブロックは、得られる繊維21の柔軟性や伸度を高める。   The block polymer may be, for example, a diblock body in which a polybutadiene (PB) block and a polystyrene (PS) block are connected, but a polyblock body of a triblock body or more in which PB blocks and PS blocks are alternately connected. Is preferred. The block polymer preferably contains a PS block at least at the end from the viewpoint of ensuring affinity with the styrene resin. The PB block increases the flexibility and elongation of the obtained fiber 21.

ブロックポリマー中のPBブロックの含有量は、例えば、10〜30質量%であり、15〜30質量%であることが好ましく、20〜30質量%または20〜25質量%であることがさらに好ましい。PBブロックの含有量がこのような範囲である場合、スチレン樹脂との親和性が高くなって、均質な繊維21が生成され易くなる。また、得られる繊維21は高い柔軟性および伸度を備える。さらに、繊維21を電界紡糸法により生成させる場合、高い曳糸性が確保される。   The content of the PB block in the block polymer is, for example, 10 to 30% by mass, preferably 15 to 30% by mass, and more preferably 20 to 30% by mass or 20 to 25% by mass. When the content of the PB block is in such a range, the affinity with the styrene resin is increased, and the homogeneous fibers 21 are easily generated. Moreover, the obtained fiber 21 has high flexibility and elongation. Furthermore, when the fiber 21 is produced by an electrospinning method, high spinnability is ensured.

スチレン樹脂としては、上記のブロックポリマーとは異なるポリマーが使用される。スチレン樹脂としては、例えば、ポリスチレン(スチレンホモポリマー)、スチレンと他の共重合性モノマーとの共重合体が挙げられる。スチレン樹脂は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせてもよい。   As the styrene resin, a polymer different from the above block polymer is used. Examples of the styrene resin include polystyrene (styrene homopolymer), and a copolymer of styrene and another copolymerizable monomer. A styrene resin may be used alone or in combination of two or more.

溶液紡糸法あるいは電界紡糸法の場合、繊維21の柔軟性と形成し易さとを両立させる観点から、ブロックポリマーとスチレン樹脂との質量比(=ブロックポリマー:スチレン樹脂)は、例えば、2:1〜1:5であり、好ましくは1:1〜1:4である。特に、電界紡糸法により繊維集合体20を形成する場合には、質量比がこのような範囲であると、ブロックポリマーおよびスチレン樹脂を溶媒に溶解し易く、高い紡糸性を確保することもできる。   In the case of the solution spinning method or the electrospinning method, the mass ratio of the block polymer to the styrene resin (= block polymer: styrene resin) is, for example, 2: 1 from the viewpoint of achieving both flexibility and easy formation of the fibers 21. ˜1: 5, preferably 1: 1 to 1: 4. In particular, when the fiber assembly 20 is formed by the electrospinning method, the block polymer and the styrene resin can be easily dissolved in the solvent and the high spinnability can be ensured when the mass ratio is in such a range.

溶媒としては、繊維21の原料を溶解し、揮発などにより除去可能なものであれば特に制限されず、原料の種類や製造条件に応じて、水および有機溶媒から適宜選択して使用できる。溶媒としては、非プロトン性の極性有機溶媒が好ましい。このような溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)などのアミド(鎖状または環状アミドなど);ジメチルスルホキシドなどのスルホキシドなどが挙げられる。これらの溶媒は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the raw material of the fiber 21 and can be removed by volatilization or the like, and can be appropriately selected from water and an organic solvent according to the kind of raw material and production conditions. As the solvent, an aprotic polar organic solvent is preferable. Examples of such a solvent include amides such as N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (chain or cyclic amide). A sulfoxide such as dimethyl sulfoxide; These solvent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

原料液22の固形分濃度は、溶媒の種類などに応じて調節できるが、例えば、5〜50質量%であり、10〜30質量%であってもよい。原料液22は、必要に応じてさらに添加剤を含んでもよい。   Although the solid content concentration of the raw material liquid 22 can be adjusted according to the kind of solvent etc., it is 5-50 mass%, for example, and may be 10-30 mass%. The raw material liquid 22 may further contain an additive as necessary.

溶融紡糸法の場合、ブロックポリマー(好ましくは、ジブロック体)とスチレン樹脂との質量比(=ブロックポリマー:スチレン樹脂)は、例えば、5:1〜1:1であってもよく、4:1〜2:1であってもよい。   In the case of the melt spinning method, the mass ratio of the block polymer (preferably a diblock body) to the styrene resin (= block polymer: styrene resin) may be, for example, 5: 1 to 1: 1. It may be 1-2: 1.

(繊維)
上記原料液22から生成される繊維21は、上記ブロックポリマーおよびスチレン樹脂、さらには、必要に応じて添加剤を含む。繊維21の平均繊維径は、例えば、0.5μm〜20が好ましく、1〜8μmがより好ましく、1.5〜4μmが特に好ましい。
(fiber)
The fiber 21 produced | generated from the said raw material liquid 22 contains the said block polymer and a styrene resin, and also an additive as needed. The average fiber diameter of the fibers 21 is, for example, preferably 0.5 μm to 20, more preferably 1 to 8 μm, and particularly preferably 1.5 to 4 μm.

なお、平均繊維径とは、繊維21の直径の平均値である。繊維21の直径とは、繊維21の長さ方向に対して垂直な断面の直径である。そのような断面が円形でない場合には、最大径を直径と見なしてよい。また、繊維集合体20の1つの主面の法線方向から見たときの、繊維21の長さ方向に対して垂直な方向の幅を、繊維の直径と見なしてもよい。平均繊維径は、例えば、繊維集合体20に含まれる任意の10本の繊維の任意の箇所の直径の平均値である。   The average fiber diameter is an average value of the diameters of the fibers 21. The diameter of the fiber 21 is a diameter of a cross section perpendicular to the length direction of the fiber 21. If such a cross section is not circular, the maximum diameter may be considered as the diameter. Further, the width in the direction perpendicular to the length direction of the fibers 21 when viewed from the normal direction of one main surface of the fiber assembly 20 may be regarded as the fiber diameter. The average fiber diameter is, for example, an average value of the diameters of arbitrary portions of arbitrary 10 fibers included in the fiber assembly 20.

(繊維集合体)
繊維集合体20は、複数の繊維21の集合体である。繊維集合体20において、複数の繊維21は一方向に配列している。複数の繊維21が一方向に配列しているとは、繊維集合体20において、繊維21同士が交差していないか、繊維21同士が交わる平均的な角度が、0°を超え60°以下であることをいう。このように、複数の繊維21が配列した状態である場合、その繊維21の配列方向に沿って繊維21が伸び易いため、生物組織や微生物へのストレスも低減できる。よって、繊維21の配列方向に沿って生物組織や微生物が成長し易くなる。
(Fiber assembly)
The fiber aggregate 20 is an aggregate of a plurality of fibers 21. In the fiber assembly 20, the plurality of fibers 21 are arranged in one direction. That the plurality of fibers 21 are arranged in one direction means that in the fiber assembly 20, the fibers 21 do not intersect with each other or the average angle at which the fibers 21 intersect each other exceeds 0 ° and is 60 ° or less. Say something. In this way, when the plurality of fibers 21 are arranged, the fibers 21 are likely to extend along the arrangement direction of the fibers 21, so that stress on a biological tissue or microorganism can be reduced. Therefore, it becomes easy for biological tissues and microorganisms to grow along the arrangement direction of the fibers 21.

ここで、繊維21同士が交わる平均的な角度は、繊維21の平均的な長さ方向の交わりから決定できる。繊維21の平均的な長さ方向は、例えば、繊維集合体20をその法線方向から見たときのSEM写真に基づいて決定することができる。図7は、繊維の配列を説明するための繊維集合体の概略上面図である。図7では、繊維集合体20を法線方向から撮影したSEM写真における繊維集合体20の状態を模している。複数の繊維21で構成される繊維集合体20を法線方向から見て、所定のサイズ(例えば、100μm×100μm)の正方形の領域Rを設定する。このとき、領域Rは、領域R内に8本以上の繊維21が入り、かつ領域R内に位置する繊維21の50%以上が領域Rの対向する2辺と交差するように決定する。この領域Rにおいて、ある繊維21が、上記の対向する2辺と交差する2点間を結んだ直線(図7では点線)の方向を、その繊維21の平均的な長さ方向とする。   Here, the average angle at which the fibers 21 intersect can be determined from the average length direction intersection of the fibers 21. The average length direction of the fibers 21 can be determined based on, for example, an SEM photograph when the fiber assembly 20 is viewed from the normal direction. FIG. 7 is a schematic top view of a fiber assembly for explaining the arrangement of the fibers. In FIG. 7, the state of the fiber assembly 20 in the SEM photograph which image | photographed the fiber assembly 20 from the normal line direction is imitated. A square region R having a predetermined size (for example, 100 μm × 100 μm) is set when the fiber assembly 20 composed of a plurality of fibers 21 is viewed from the normal direction. At this time, the region R is determined so that eight or more fibers 21 are included in the region R, and 50% or more of the fibers 21 located in the region R intersect two opposite sides of the region R. In this region R, the direction of a straight line (a dotted line in FIG. 7) connecting a point where a certain fiber 21 intersects the two opposite sides is defined as an average length direction of the fiber 21.

繊維21同士が交わる平均的な角度は、例えば、上記領域Rにおいて、任意に選択した複数(例えば、12本)の繊維21から、さらに任意に2本の繊維21を選択し、各繊維21の平均的な長さ方向が交わる角度(例えば、図7のθ1)を求める。別の2本の繊維21を選択し、各繊維21の平均的な長さ方向が交わる角度(例えば、図7のθ2)を求める。このような作業を、選択した残りの繊維21(例えば、8本)について行う。そして、それぞれの角度の平均を算出し、繊維21同士が交わる平均的な角度とする。   For example, in the region R, the average angle at which the fibers 21 cross each other is selected from a plurality of (for example, twelve) fibers 21 that are arbitrarily selected, and two fibers 21 are arbitrarily selected. An angle at which the average length direction intersects (for example, θ1 in FIG. 7) is obtained. Another two fibers 21 are selected, and an angle (for example, θ2 in FIG. 7) at which the average length direction of each fiber 21 intersects is obtained. Such an operation is performed on the remaining selected fibers 21 (for example, eight). And the average of each angle is calculated and it is set as the average angle which the fibers 21 cross.

繊維集合体20の単位面積に占める繊維21の面積の割合は10〜90%から選択できる。例えば、心筋細胞の培養や電位測定装置に利用する場合には、繊維集合体20はごく薄く、単位面積当たりに占める繊維21の割合は20〜50%であり、30〜40%で均一に分散して堆積していることが好ましい。なお、繊維21の面積の割合は、繊維集合体20の一方の主面(例えば、上面)において、繊維集合体20における所定の面積(例えば、短軸3mm×長軸6mmの楕円形)の領域において、光沢度計により光沢度を測定し、繊維21と繊維21以外の領域との光沢度の違いに基づき、繊維21が占める面積を算出し、単位面積当たりの面積比率(%)に換算することにより求めることができる。   The ratio of the area of the fiber 21 to the unit area of the fiber assembly 20 can be selected from 10 to 90%. For example, when used for cardiomyocyte culture or a potential measuring device, the fiber assembly 20 is very thin, and the proportion of the fibers 21 per unit area is 20 to 50%, and is uniformly dispersed at 30 to 40%. It is preferable to deposit. The ratio of the area of the fibers 21 is a region of a predetermined area (for example, an ellipse having a minor axis of 3 mm and a major axis of 6 mm) on one main surface (for example, the upper surface) of the fiber assembly 20. , The glossiness is measured with a glossiness meter, the area occupied by the fibers 21 is calculated based on the difference in glossiness between the fibers 21 and the region other than the fibers 21, and is converted into an area ratio (%) per unit area. Can be obtained.

(2)基材準備工程(図6(b))
本工程では、接着剤40を備える基材30を準備する。
(2) Substrate preparation process (FIG. 6B)
In this step, the base material 30 including the adhesive 40 is prepared.

(基材)
基材30は、主に、繊維集合体20を支持するために用いられる。
基材30は特に限定されず、従来の培養用足場に利用されるものを用いることができる。基材30としては、培養する生物組織や微生物の種類などに応じて、樹脂フィルム、不織布などの多孔質基材、ガラス製あるいは樹脂材料製の基板、あるいは、これらの組み合わせが挙げられる。
(Base material)
The base material 30 is mainly used for supporting the fiber assembly 20.
The base material 30 is not specifically limited, The thing utilized for the conventional scaffold for culture | cultivation can be used. Examples of the base material 30 include porous base materials such as resin films and nonwoven fabrics, substrates made of glass or resin materials, or combinations thereof, depending on the type of biological tissue or microorganisms to be cultured.

接着剤40は、例えばディスペンサー55により、基材30の所定の位置に帯状に配置される。シリコーン樹脂等の感圧接着剤は、帯状のフィルムに成形された後、基材30に配置されてもよい。   The adhesive 40 is disposed in a band shape at a predetermined position of the substrate 30 by, for example, a dispenser 55. A pressure sensitive adhesive such as a silicone resin may be disposed on the substrate 30 after being formed into a belt-like film.

(3)転写工程(図6(c))
本工程では、巻取回転体10を回転させながら、繊維集合体20を基材30に転写する。これにより、繊維集合体20および基材30を備える培養用足場100が得られる。
(3) Transfer process (FIG. 6C)
In this step, the fiber assembly 20 is transferred to the substrate 30 while rotating the winding rotary member 10. Thereby, the scaffold 100 for culture | cultivation provided with the fiber assembly 20 and the base material 30 is obtained.

転写工程に先立って、繊維集合体20は、巻取回転体10に捲回された状態で切断予定箇所Cにおいて切断される。切断予定箇所Cは、例えば、基材30の形状に沿って設定される。繊維集合体20は、例えば、回転軸Aに沿う方向に切断される。この切断部をきっかけにして、繊維集合体20は基材30に転写される。切断装置としては特に限定されず、例えば、長尺カッター等が挙げられる。   Prior to the transfer step, the fiber assembly 20 is cut at the planned cutting position C in a state of being wound around the winding rotary body 10. For example, the planned cutting location C is set along the shape of the base material 30. The fiber assembly 20 is cut in a direction along the rotation axis A, for example. The fiber assembly 20 is transferred to the base material 30 using this cut portion as a trigger. It does not specifically limit as a cutting device, For example, a long cutter etc. are mentioned.

基材30は、XZステージ52に支持された架台53に載置されて、搬送される。このとき、基材30は、巻取回転体10の周面の移動速度(周速)よりも相対的に速い速度で、X軸方向に搬送されることが好ましい。これにより、弛みがさらに抑制された状態で、繊維集合体20は基材30に転写される。XZステージ52は、架台53、ひいては架台53に載置される基材30を、回転軸Aに垂直な方向(X軸方向)および上下方向(Z軸方向)に搬送することができる。   The base material 30 is mounted on the pedestal 53 supported by the XZ stage 52 and conveyed. At this time, the base material 30 is preferably transported in the X-axis direction at a relatively higher speed than the moving speed (circumferential speed) of the peripheral surface of the winding rotary body 10. Thereby, the fiber assembly 20 is transferred to the base material 30 in a state in which the slackness is further suppressed. The XZ stage 52 can transport the gantry 53, and by extension, the base material 30 placed on the gantry 53, in a direction perpendicular to the rotation axis A (X-axis direction) and an up-down direction (Z-axis direction).

一方、転写工程では、基材30を、巻取回転体10の回転により搬送させてもよい。すなわち、基材30を所定の位置にまで搬送した後、架台53を上昇して基材30を巻取回転体10に押し付ける。次いで、巻取回転体10を回転させて、凸部10Pと基材30との間に生じる摩擦力により基材30を搬送させてもよい。これにより、基材30の相対的な搬送速度が巻取回転体10の周速と同じになり、繊維集合体20の弛みが抑制される。また、基材30の位置合わせが容易となるため、繊維集合体20の転写ずれが抑制される。繊維集合体20が転写された後、速やかに架台53を降下して、基材30を巻取回転体10から離間させる。   On the other hand, in the transfer step, the substrate 30 may be conveyed by the rotation of the winding rotary body 10. That is, after transporting the base material 30 to a predetermined position, the gantry 53 is raised and the base material 30 is pressed against the winding rotary body 10. Next, the winding rotary body 10 may be rotated, and the base material 30 may be conveyed by a frictional force generated between the convex portion 10 </ b> P and the base material 30. Thereby, the relative conveyance speed of the base material 30 becomes the same as the peripheral speed of the winding rotary body 10, and the slackness of the fiber assembly 20 is suppressed. Moreover, since the alignment of the base material 30 becomes easy, transfer deviation of the fiber assembly 20 is suppressed. After the fiber assembly 20 is transferred, the gantry 53 is quickly lowered to separate the base material 30 from the winding rotary body 10.

本発明により得られる培養用足場および繊維集合体は、一方向に配列した繊維を、弛みのない状態で備えるため、特に、成長に方向性がある生物組織または微生物を培養するための培養用足場として有用である。   The culture scaffold and fiber assembly obtained by the present invention are provided with fibers arranged in one direction in a slack-free state, and in particular, a culture scaffold for culturing a biological tissue or microorganism having a direction of growth. Useful as.

10:巻取回転体
10P:凸部
10R:リブ
11:回転基体
12:凹凸シート
121:支持シート
122:シリコーンゴム
20:繊維集合体
21:繊維
22:原料液
30:基材
40:接着剤
51:ノズル
52:XZステージ
53:架台
100:培養用足場
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Winding rotary body 10P: Convex part 10R: Rib 11: Rotating base 12: Concavity and convexity sheet 121: Support sheet 122: Silicone rubber 20: Fiber aggregate 21: Fiber 22: Raw material liquid 30: Base material 40: Adhesive 51 : Nozzle 52: XZ stage 53: Mount 100: Scaffold for culture

Claims (4)

繊維の原料液をノズルから吐出して、前記繊維を生成させるとともに、前記繊維を、巻取回転体の周面に周回するように堆積させて、繊維集合体を形成する堆積工程と、
接着剤を備える基材を準備する基材準備工程と、
前記巻取回転体を回転させながら、前記繊維集合体を前記基材に前記接着剤を介して転写する転写工程と、を備え、
前記巻取回転体の前記周面に、前記巻取回転体の回転軸に沿う方向に延伸する複数の帯状の凸部が配置されており、
前記転写工程において、前記繊維集合体の任意の前記凸部からの剥離が開始する開始地点および前記剥離が終了する終了地点が、前記接着剤に接着される、培養用足場の製造方法。
A deposition step of discharging a fiber raw material liquid from a nozzle to generate the fiber and depositing the fiber so as to circulate on a peripheral surface of a winding rotary body to form a fiber assembly;
A base material preparation step of preparing a base material provided with an adhesive;
A transfer step of transferring the fiber assembly to the base material via the adhesive while rotating the winding rotary body,
A plurality of belt-like convex portions extending in a direction along the rotation axis of the winding rotator are disposed on the peripheral surface of the winding rotator,
In the transfer step, a culture scaffolding manufacturing method, wherein a starting point at which peeling of the fiber assembly from an arbitrary convex portion starts and an end point at which the peeling ends are adhered to the adhesive.
前記接着剤が、シリコーン樹脂、ホットメルト樹脂または紫外線硬化樹脂である、請求項1に記載の培養用足場の製造方法。   The manufacturing method of the scaffold for culture | cultivation of Claim 1 whose said adhesive agent is silicone resin, hot-melt resin, or ultraviolet curable resin. 前記凸部の少なくとも前記繊維との接触部に、シリコーンゴム層を備える、請求項1または2に記載の培養用足場の製造方法。   The manufacturing method of the scaffold for culture | cultivation of Claim 1 or 2 provided with a silicone rubber layer in the contact part with the said fiber at least of the said convex part. 前記巻取回転体が、回転基体と、前記回転基体の周囲に捲回された支持シートとを備え、
前記凸部が、前記支持シートに配置されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の培養用足場の製造方法。
The winding rotary body includes a rotating base and a support sheet wound around the rotating base,
The manufacturing method of the scaffold for culture | cultivation as described in any one of Claims 1-3 with which the said convex part is arrange | positioned at the said support sheet.
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