JP4686341B2 - Method for producing collagen fiber using electrospinning and collagen fiber produced by the method - Google Patents

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本発明は、コラーゲンの水/有機溶媒混合溶液に高電圧を印可し、エレクトロスピニングを用いてコラーゲンを繊維化することを特徴とするコラーゲン繊維の製造方法、及び該製造方法によって製造されるコラーゲン繊維に関する。   The present invention relates to a method for producing a collagen fiber, wherein a high voltage is applied to a water / organic solvent mixed solution of collagen and the collagen is fibrillated using electrospinning, and the collagen fiber produced by the production method About.

近年、各医療施設で大手術が頻繁に行われるようになった。大手術に際しては、手術中の患者の出血を予防し、止血を確実にし、かつ短時間に手術を行うことが、患者の術後経過を左右する重要な因子となっている。   In recent years, major surgery has been frequently performed in each medical facility. During major surgery, preventing bleeding of the patient during surgery, ensuring hemostasis, and performing the surgery in a short time are important factors that affect the postoperative course of the patient.

外科手術時、出血点のはっきりしている動脈性出血に対しては、一般に結紮法や電気凝固法が止血方法として用いられる。一方、静脈性出血に対しては、圧迫だけでも充分であり、止血は容易である。   In general, ligation or electrocoagulation is used as a hemostasis method for arterial bleeding with a clear bleeding point during surgery. On the other hand, for venous bleeding, compression alone is sufficient, and hemostasis is easy.

しかし、実質臓器からの出血や毛細管性出血に対しては、これらの止血法では効果が認められない場合もある。特に、肝不全や心臓血管外科領域で出血傾向にある場合には、止血に困難をきたす。このような場合、出血面に接触させるだけで血液凝固反応を促進し、速やかに血栓を形成して止血する局所吸収止血材は、手術時間を短縮するのみならず、術後の再出血をも防止し、安全な術後管理にも貢献するので、効果的である。   However, these hemostatic methods may not be effective for parenchymal organ bleeding or capillary bleeding. In particular, if there is a tendency to bleed in the area of liver failure or cardiovascular surgery, hemostasis is difficult. In such a case, a locally absorbed hemostatic material that accelerates the blood coagulation reaction just by contacting the bleeding surface and quickly forms a thrombus to stop bleeding not only shortens the operation time but also re-bleeds after surgery. It is effective because it prevents and contributes to safe postoperative management.

一方、アレルギー反応と異物反応とを最小限に止め得る蛋白質であるコラーゲンを用いた局所止血材が、それ自身の生理活性作用を有し、止血効果も高いこともあって、臨床応用されるようになってきている。   On the other hand, local hemostats using collagen, which is a protein that can minimize allergic reactions and foreign body reactions, have their own physiological activity and high hemostatic effect, so they may be applied clinically. It is becoming.

実用化されているコラーゲン製局所止血材には、天然のコラーゲン繊維を微粉砕してフレーク状にしたものや、コラーゲン溶液を凍結乾燥又は自然乾燥させてスポンジ状としたもの(特許文献1)がある。フレーク状にしたものについては、血液に流され飛び散るため止血効果があまり期待できないし、さらに静電気を帯びやすいので、使用の際に手やピンセットに付着しやすいという欠点がある。また、スポンジ状にしたものについては、複雑な形状の創傷面に対する密着性が充分でないため、止血効果があまり期待できない。   Collagen local hemostats that have been put into practical use include natural collagen fibers pulverized into flakes, and collagen solutions freeze-dried or naturally dried into sponges (Patent Document 1). is there. The flakes have a drawback that they are not expected to have a hemostatic effect because they are spilled and scattered in the blood, and are more likely to be charged with static electricity, so that they tend to adhere to hands and tweezers during use. In addition, the sponge-like product is not sufficiently adhesive to the wound surface having a complicated shape, so that a hemostatic effect cannot be expected so much.

このような欠点を改善するものとして、コラーゲン繊維の集合体よりなる止血材が提案されている。コラーゲン繊維集合体は、コラーゲン溶液を高濃度の塩類溶液にて凝固、再生させて繊維とし、塩類を洗浄除去した後、乾燥することにより得ることができる(特許文献2、特許文献3)。
特表2000−510357号公報 特開平5−171510号公報 特開平7−977714号公報
In order to improve such a drawback, a hemostatic material composed of an aggregate of collagen fibers has been proposed. The collagen fiber aggregate can be obtained by coagulating and regenerating a collagen solution with a high-concentration salt solution to obtain fibers, washing and removing the salts, and then drying (Patent Documents 2 and 3).
JP 2000-510357 A JP-A-5-171510 JP-A-7-977714

しかしながら、特許文献2及び特許文献3に開示されるコラーゲン繊維集合体は、繊維が不規則に絡み合った綿塊状であるため、使用する際には、創傷面形状に合わせて均一に当てることは困難であった。また、不規則に絡み合った綿塊の大きさや繊維密度を一定にするためには、エアーブロー等の開繊処理を行う等の特別な手段が必要であるが、異物の混入や製造コストの面から実施が困難であった。   However, since the collagen fiber aggregate disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 is a cotton lump in which fibers are entangled irregularly, it is difficult to apply it uniformly according to the wound surface shape when used. Met. In addition, in order to make the size and fiber density of the irregularly intertwined cotton lump constant, special means such as performing an opening process such as air blow are necessary. It was difficult to implement.

さらに、コラーゲン繊維を十分に洗浄して塩類を除去する必要がある。これらが残存すると止血効果が損なわれるためである。また、繊維径は、mmオーダーである。   Further, it is necessary to sufficiently wash the collagen fibers to remove salts. This is because if these remain, the hemostatic effect is impaired. The fiber diameter is on the order of mm.

一方、繊維径の小さい繊維構造体を製造する方法として、エレクトロスピニング(静電紡糸法)が知られている。エレクトロスピニングでは、繊維形成物質を含有する溶液等を電場内に導入し、これにより液体を電極に向かって曳かせ、溶液中の繊維形成物質を繊維状構造体へと形成させる。一般的に、繊維形成物質は、溶液から曳き出される間に硬化させる。硬化は、例えば、冷却、化学的硬化、溶媒の蒸発等により行われる。そして、得られる繊維状構造体は、適宜に配置した受容体上に捕集される。しかし、エレクトロスピニングによりμmオーダーの繊維径を有するコラーゲン繊維を実際に製造したとの報告はない。   On the other hand, electrospinning (electrostatic spinning method) is known as a method for producing a fiber structure having a small fiber diameter. In electrospinning, a solution or the like containing a fiber-forming substance is introduced into an electric field, thereby causing the liquid to flow toward the electrode and forming the fiber-forming substance in the solution into a fibrous structure. Generally, the fiber-forming material is cured while it is squeezed out of solution. Curing is performed, for example, by cooling, chemical curing, solvent evaporation, or the like. The resulting fibrous structure is then collected on an appropriately placed receptor. However, there is no report that collagen fibers having a fiber diameter on the order of μm were actually produced by electrospinning.

本発明は、μmオーダーの均一な繊維径を有するコラーゲン繊維、及びエレクトロスピニングを応用した該コラーゲン繊維の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a collagen fiber having a uniform fiber diameter on the order of μm and a method for producing the collagen fiber using electrospinning.

本発明者らは、コラーゲンと溶媒との相互作用について検討した結果、ヘキサフルオロイソプロパノールと水との混合溶液が、エレクトロスピニングを応用してコラーゲン繊維を製造するための優れた溶媒であり、コラーゲンをこの混合溶液に溶解させてエレクトロスピニングした場合には、μmオーダーの均一な繊維径を有するコラーゲン繊維が得られることを見出し、本発明に至った。   As a result of examining the interaction between collagen and a solvent, the present inventors have found that a mixed solution of hexafluoroisopropanol and water is an excellent solvent for producing collagen fibers by applying electrospinning. It has been found that collagen fibers having a uniform fiber diameter on the order of μm can be obtained when dissolved in this mixed solution and electrospun.

すなわち、本発明は、
コラーゲン、水及びヘキサフルオロイソプロパノールを含有するコラーゲン溶液を調製する調製工程と、
前記コラーゲン溶液に高電圧を印加し、エレクトロスピニングによってコラーゲンを繊維化させる紡糸化工程と、
を含むコラーゲン繊維の製造方法であって、
前記コラーゲン溶液における水とヘキサフルオロイソプロパノールの重量比が、8:2〜5:5の範囲内であり、
前記コラーゲン溶液におけるコラーゲン含量が、5重量%以上10重量%以下である、方法に関する。
That is, the present invention
A preparation step of preparing a collagen solution containing collagen, water and hexafluoroisopropanol;
A spinning step of applying a high voltage to the collagen solution and fiberizing the collagen by electrospinning;
A method for producing collagen fibers comprising :
The weight ratio of water to hexafluoroisopropanol in the collagen solution is in the range of 8: 2 to 5: 5;
The present invention relates to a method, wherein the collagen content in the collagen solution is 5% by weight or more and 10% by weight or less.

本発明のコラーゲン繊維の製造方法によれば、コラーゲン、水及びヘキサフルオロイソプロパノールを含有するコラーゲン溶液中でコラーゲン分子のミセル状会合体が形成されるため、このコラーゲン溶液をエレクトロスピニングした場合には、μmオーダーの均一な繊維径を有するコラーゲン繊維を製造することができる。   According to the method for producing a collagen fiber of the present invention, since a micellar aggregate of collagen molecules is formed in a collagen solution containing collagen, water and hexafluoroisopropanol, when this collagen solution is electrospun, Collagen fibers having a uniform fiber diameter on the order of μm can be produced.

前記コラーゲン溶液における水とヘキサフルオロイソプロパノールの重量比は、8:2〜5:5の範囲内である。コラーゲン水溶液は、薄い白色をしており、そこにヘキサフルオロイソプロパノールを添加することにより、溶液全体の白度が下がり粘度が低下する。前記コラーゲン溶液における水とヘキサフルオロイソプロパノールの重量比が8:2未満であると、コラーゲン水溶液(薄い白色)が一部残存するため、コラーゲン溶液が白色層と透明な粘度低下層の二層に分離し、コラーゲン溶液を均質化させることができないおそれがあり、一方、5:5を超えると、溶液粘度が低下しすぎて静電紡糸に必要な溶液の表面張力特性を失い、乾燥効率も低下するおそれがあるためである。 The weight ratio of water and hexafluoroisopropanol in the collagen solution, 8: 2 to 5: Ru der range of 5. The collagen aqueous solution has a light white color. By adding hexafluoroisopropanol to the collagen aqueous solution, the whiteness of the entire solution decreases and the viscosity decreases. If the weight ratio of water and hexafluoroisopropanol in the collagen solution is less than 8: 2, a collagen aqueous solution (light white) partially remains, so the collagen solution is separated into two layers, a white layer and a transparent viscosity-decreasing layer. However, the collagen solution may not be homogenized. On the other hand, if the ratio exceeds 5: 5, the solution viscosity will be too low and the surface tension characteristics of the solution necessary for electrospinning will be lost, and the drying efficiency will also be reduced. This is because there is a fear.

前記コラーゲン溶液におけるコラーゲン含量は、5重量%以上10重量%以下である。コラーゲンの含有量が、5重量%未満であると、濃度が低すぎて繊維直径がμmオーダーより低下する おそれがあり、一方、10重量%を超えると、ヘキサフルオロイソプロパノールをいくら添加しても、コラーゲン溶液がゲル状に固まり、コラーゲンを繊維化することができなくなるためである。 The collagen content in collagen solution, Ru der 10 wt% 5 wt% or more. If the collagen content is less than 5% by weight, the concentration may be too low and the fiber diameter may fall below the μm order. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, no matter how much hexafluoroisopropanol is added, This is because the collagen solution hardens in a gel state and collagen cannot be fibrillated.

前記紡糸化工程では、内径0.1 mm以上2.0 mm以下のノズルより、前記コラーゲン溶液を吐出させることが好ましい。コラーゲン溶液は粘凋性があるため、ノズルの内径が0.1 mm未満であると詰まるおそれがあり、一方、2.0 mmを超えると、コラーゲン溶液が微細な帯電ミストに分裂しにくくなり、繊維径がμmオーダーのコラーゲン繊維を製造できなくなるおそれがあるためである。 Wherein in the spinning step, from the following inner diameter of the nozzle 0.1 mm or 2.0 mm, the collagen solution has preferably be discharged. Collagen solution is viscous and may clog if the inner diameter of the nozzle is less than 0.1 mm. On the other hand, if it exceeds 2.0 mm, the collagen solution is difficult to break into fine charged mist and the fiber diameter is μm. This is because there is a possibility that the collagen fibers of the order cannot be manufactured.

前記紡糸化工程における印加電圧は、1 kV以上50 kV以下の直流電圧であることが好ましい。直流電圧が1kV未満であると、コラーゲン溶液が微細な帯電ミストに分裂しにくくなり、一方、50 kVを超えると、帯電ミストの分裂する力が強過ぎてコラーゲン溶液が適切に落下しにくくなるためである。 The applied voltage in the spinning step, it is not preferable or less of the DC voltage 50 kV or more 1 kV. When the DC voltage is less than 1 kV, the collagen solution is difficult to split into fine charged mists. On the other hand, when it exceeds 50 kV, the splitting force of the charged mists is too strong and the collagen solution is difficult to drop properly. It is.

さらに、本発明は、請求項1乃至のいずれか1項に記載のコラーゲン繊維の製造方法によって製造されるコラーゲン繊維に関する。 Furthermore, the present invention is related to the collagen fibers produced by the manufacturing method of the collagen fibers according to any one of claims 1 to 3.

本発明のコラーゲン繊維の製造方法によれば、従来得られなかった繊維径がμmオーダーの均一なコラーゲン繊維が得られる。しかも、コラーゲンを繊維化した後、架橋か処理を行う必要も、塩類を洗浄除去する必要もない。   According to the method for producing a collagen fiber of the present invention, a uniform collagen fiber having a fiber diameter on the order of μm, which has not been obtained conventionally, can be obtained. Moreover, it is not necessary to crosslink or treat after fiberizing collagen, nor to wash away salts.

以下に、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、これらに限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate. Note that the present invention is not limited to these.

まず、本発明のコラーゲン繊維の製造方法において使用するエレクトロスピニング装置の一例を、図1に示す。エレクトロスピニング装置1は、密閉容器2の上部に絶縁板3を備えている。絶縁板3には金属製ホルダー4に接続された金属製ノズル5が固定されている。金属製ホルダー4には、金属製ノズル5の反対側に送液配管7が接続されると共に、高圧電源6が接続されている。   First, an example of an electrospinning apparatus used in the method for producing a collagen fiber of the present invention is shown in FIG. The electrospinning apparatus 1 includes an insulating plate 3 on the top of a sealed container 2. A metal nozzle 5 connected to a metal holder 4 is fixed to the insulating plate 3. A liquid feed pipe 7 is connected to the metal holder 4 on the opposite side of the metal nozzle 5, and a high voltage power source 6 is connected to the metal holder 4.

送液配管7は、別の密閉容器8の内部に収容されている容器9へと通じており、容器9内にはコラーゲン溶液10が満たされている。さらに、密閉容器8は、コンプレッサー11と接続しており、内部を加圧状態にすることができる。   The liquid feeding pipe 7 leads to a container 9 accommodated in another sealed container 8, and the container 9 is filled with a collagen solution 10. Furthermore, the sealed container 8 is connected to the compressor 11 so that the inside can be in a pressurized state.

コンプレッサー11をONにすると、密閉容器8の内部が加圧され、容器9内のコラーゲン溶液10は、送液配管7を通って金属製ノズル3へと送液される。   When the compressor 11 is turned on, the inside of the sealed container 8 is pressurized, and the collagen solution 10 in the container 9 is fed to the metal nozzle 3 through the liquid feeding pipe 7.

密閉容器2の内部には、金属製の網12が絶縁性の支柱13の上に設置され、金属製の網12は、アース14が施されている。そして、金属製の網12は、金属製ノズル5の真下に位置するように設置されている。   Inside the hermetic container 2, a metal net 12 is installed on an insulating support 13, and the metal net 12 is grounded 14. The metal net 12 is installed so as to be located directly below the metal nozzle 5.

ここで、高圧電源6をONにすると、金属製ホルダー4を通して金属製ノズル5に高電圧が印加される。このとき、図2に示すように、高電圧によって金属製ノズル5内を流れるコラーゲン溶液10に電荷が誘発、蓄積される。金属製ノズル5から噴出された後、コラーゲン溶液は、プラスに帯電するために互いに反発する。   Here, when the high voltage power supply 6 is turned on, a high voltage is applied to the metal nozzle 5 through the metal holder 4. At this time, as shown in FIG. 2, charges are induced and accumulated in the collagen solution 10 flowing in the metal nozzle 5 by a high voltage. After being ejected from the metallic nozzle 5, the collagen solutions repel each other to become positively charged.

この反発力は、コラーゲン溶液の表面張力に対抗し、荷電臨界を超えると(表面張力を超えると)、コラーゲン溶液は帯電ミストになる。この帯電ミストの表面積は、体積に対して非常に大きいため、溶媒である水及びヘキサフルオロイソプロパノールが効率良く蒸発し、さらに体積の減少により電荷密度が高くなるため、コラーゲン溶液は帯電微少ミスト15へと分裂していく。   This repulsive force opposes the surface tension of the collagen solution, and when the charge criticality is exceeded (when the surface tension is exceeded), the collagen solution becomes a charged mist. Since the surface area of the charged mist is very large with respect to the volume, the solvent water and hexafluoroisopropanol are efficiently evaporated, and the charge density is increased due to the decrease in volume, so that the collagen solution is transferred to the charged fine mist 15. And split up.

金属製ノズル5は高電圧を印加されているが、金属製の網12はアースされているので、金属製ノズル5と金属製の網12との間には、強い電界が形成されている。帯電微少ミスト15は、互いに反発しながら、形成された電界により金属製の網12に向かって進行するが、途中で溶媒である水及びヘキサフルオロイソプロパノールが揮散し、繊維化したコラーゲン(コラーゲン繊維)として、金属製の網12上に捕集される。このとき、金属製ノズル5に付与された荷電と反対の符号を有する荷電を金属製の網に付与してもよい。   Although a high voltage is applied to the metal nozzle 5, a strong electric field is formed between the metal nozzle 5 and the metal mesh 12 because the metal mesh 12 is grounded. While the charged micro mist 15 repels each other and proceeds toward the metal net 12 by the formed electric field, water and hexafluoroisopropanol which are solvents are volatilized on the way, and fiberized collagen (collagen fiber). Is collected on the metal net 12. At this time, a charge having a sign opposite to the charge applied to the metal nozzle 5 may be applied to the metal net.

なお、金属製ノズル5の内径は、0.1 mm以上2.0 mm以下であることが好ましく、0.1 mm以上1.0 mm以下であることがより好ましい。   The inner diameter of the metallic nozzle 5 is preferably 0.1 mm or more and 2.0 mm or less, and more preferably 0.1 mm or more and 1.0 mm or less.

金属製ホルダー4(及び金属製ノズル5)に印加する高電圧は、1 kV以上50 kV以下の直流電圧であることが好ましく、10 kV以上35 kV以下の直流電圧であることがより好ましい。   The high voltage applied to the metal holder 4 (and the metal nozzle 5) is preferably a DC voltage of 1 kV to 50 kV, and more preferably a DC voltage of 10 kV to 35 kV.

金属製ノズル5からのコラーゲン溶液の吐出速度は、0.01 mL/分以上10 mL/分以下であることが好ましい。この吐出速度は、密閉容器8内を加圧するコンプレッサー11の出力を制御することにより、調整することが可能である。   The discharge rate of the collagen solution from the metal nozzle 5 is preferably 0.01 mL / min or more and 10 mL / min or less. This discharge speed can be adjusted by controlling the output of the compressor 11 that pressurizes the inside of the sealed container 8.

なお、ここでは、ホルダー、ノズル及び網を全て金属製としたが、金属製に限らず導電性材料であればよい。また、密閉容器2を用いずに、開放系でコラーゲン溶液をエレクトロスピニングしてもよい。   Here, the holder, the nozzle, and the net are all made of metal. Moreover, you may electrospin a collagen solution by an open system, without using the airtight container 2. FIG.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
本発明の実施例1として、以下の製造方法によりコラーゲン繊維を製造した。
1)調製工程
まず、可溶性コラーゲンをpH2に調整した塩酸に溶解させた後、ろ過してコラーゲン水溶液(コラーゲン濃度:8.12重量%)を得た。次に、このコラーゲン水溶液100 mLに対して20 mLの割合でヘキサフルオロイソプロパノールを添加して、コラーゲン溶液を得た。なお、コラーゲン溶液中の水とヘキサフルオロイソプロパノールの重量比は、8:2〜5:5とすることが好ましい。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited only to these Examples.
Example 1
As Example 1 of this invention, the collagen fiber was manufactured with the following manufacturing methods.
1) Preparation Step First, soluble collagen was dissolved in hydrochloric acid adjusted to pH 2, followed by filtration to obtain a collagen aqueous solution (collagen concentration: 8.12% by weight). Next, hexafluoroisopropanol was added at a rate of 20 mL to 100 mL of this collagen aqueous solution to obtain a collagen solution. The weight ratio of water and hexafluoroisopropanol in the collagen solution is preferably 8: 2 to 5: 5.

コラーゲン水溶液は、粘度が高く、そのままの状態ではエレクトロスピニングによってコラーゲン繊維を製造することはできないが、ヘキサフルオロイソプロパノールを添加してコラーゲン溶液とすることにより、粘度が低下してエレクトロスピニングによってコラーゲン繊維を製造することが可能となる。
2)紡糸化工程
次に、上記調製工程で製造したコラーゲン溶液を、図1に示すエレクトロスピニング装置1を用いて繊維化し、コラーゲン繊維の不織布を製造した。ここでは、金属製ノズル5として内径0.2 mm、長さ1cmのステンレス製ノズルを使用し、金属製ノズル5の下端部からステンレス製網(金属製の網12)の中心までの距離を50cmとした。また、ステンレス製ホルダー(金属製ホルダー4)に可変電圧器(高圧電源6:パレス電子技術株式会社製)を接続し、20 kVの直流電圧を印加した。なお、コラーゲン溶液の噴出速度は、4.4 mL/分とした。
Collagen aqueous solution has high viscosity, and collagen fibers cannot be produced by electrospinning as it is. It can be manufactured.
2) Spinning Step Next, the collagen solution produced in the above preparation step was fibrillated using the electrospinning apparatus 1 shown in FIG. 1 to produce a collagen fiber nonwoven fabric. Here, a stainless steel nozzle having an inner diameter of 0.2 mm and a length of 1 cm is used as the metal nozzle 5, and the distance from the lower end of the metal nozzle 5 to the center of the stainless steel net (metal net 12) is 50 cm. . A variable voltage device (high voltage power supply 6: manufactured by Palace Electronics Co., Ltd.) was connected to a stainless steel holder (metal holder 4), and a DC voltage of 20 kV was applied. The ejection speed of the collagen solution was 4.4 mL / min.

その結果、ステンレス製網の上には、白いコラーゲン繊維が捕集された。このコラーゲン繊維は、捕集された直後であっても、コラーゲンの溶媒であったが水及びヘキサフルオロイソプロパノールが完全に揮散していた。また、このコラーゲン繊維は非常に繊細であり、形成された不織布も均質であった。
(実施例2)
次に、実施例2として、ヘキサフルオロイソプロパノールをコラーゲン水溶液100 mLに対して40 mLの割合でヘキサフルオロイソプロパノールを添加すること以外、実施例1と同様にコラーゲン繊維の不織布を製造した。
As a result, white collagen fibers were collected on the stainless steel net. Even after the collagen fibers were collected, water and hexafluoroisopropanol were completely volatilized although they were collagen solvents. Moreover, this collagen fiber was very delicate, and the formed nonwoven fabric was homogeneous.
(Example 2)
Next, as Example 2, a non-woven fabric of collagen fibers was produced in the same manner as in Example 1 except that hexafluoroisopropanol was added at a ratio of 40 mL to 100 mL of collagen aqueous solution.

その結果、ステンレス製網の上には、実施例1と同様、白いコラーゲン繊維が捕集された。このコラーゲン繊維は、捕集された直後であっても、コラーゲンの溶媒であったが水及びヘキサフルオロイソプロパノールが完全に揮散していた。また、コラーゲン繊維は、非常に繊細で均質であった。
(比較例1)
次に、比較例1として、コラーゲン水溶液100 mLに対して5 mLの割合でヘキサフルオロイソプロパノールを添加すること以外、実施例1と同様にコラーゲン繊維の不織布の製造を試みた。
As a result, white collagen fibers were collected on the stainless steel net, as in Example 1. Even after the collagen fibers were collected, water and hexafluoroisopropanol were completely volatilized although they were collagen solvents. The collagen fibers were very delicate and homogeneous.
(Comparative Example 1)
Next, as Comparative Example 1, an attempt was made to produce a non-woven fabric of collagen fibers in the same manner as in Example 1 except that hexafluoroisopropanol was added at a ratio of 5 mL to 100 mL of collagen aqueous solution.

しかし、コラーゲン溶液の粘度が高いため、ステンレス製ノズルにコラーゲン溶液が詰まり、コラーゲン繊維を製造することができなかった。
(比較例2)
次に、比較例2として、コラーゲン水溶液100 mLに対して80 mLの割合でヘキサフルオロイソプロパノールを添加すること以外、実施例1と同様にコラーゲン繊維の不織布の製造を試みた。
However, since the collagen solution has a high viscosity, the collagen solution is clogged in the stainless steel nozzle, and collagen fibers cannot be produced.
(Comparative Example 2)
Next, as Comparative Example 2, an attempt was made to produce a non-woven fabric of collagen fibers in the same manner as in Example 1 except that hexafluoroisopropanol was added at a ratio of 80 mL to 100 mL of collagen aqueous solution.

しかし、ステンレス製網上に到達するまでの間に溶媒が揮散しきれず、コラーゲンを繊維化することはできなかった。
(比較例3)
次に、比較例3として、コラーゲン水溶液100 mLに対して20 mLの割合でイソプロパノールを添加すること以外、実施例1と同様にコラーゲン繊維の不織布の製造を試みた。
However, the solvent could not be volatilized before reaching the stainless steel net, and collagen could not be fibrillated.
(Comparative Example 3)
Next, as Comparative Example 3, an attempt was made to produce a nonwoven fabric of collagen fibers in the same manner as in Example 1, except that isopropanol was added at a rate of 20 mL to 100 mL of collagen aqueous solution.

しかし、イソプロパノールを添加するとコラーゲン溶液が固化してしまい、コラーゲン繊維を製造することはできなかった。なお、イソプロパノールの代わりにメタノール、エタノール又はアセトンを添加した場合にも、同様の結果となった。
(比較例4)
次に、比較例3として、コラーゲン水溶液100 mLに対して20 mLの割合でo−(トリフルオロメチル)ベンジルアルコールを添加すること以外、実施例1と同様にコラーゲン繊維の不織布の製造を試みた。
However, when isopropanol was added, the collagen solution solidified, and collagen fibers could not be produced. The same result was obtained when methanol, ethanol or acetone was added instead of isopropanol.
(Comparative Example 4)
Next, as Comparative Example 3, an attempt was made to produce a non-woven fabric of collagen fibers in the same manner as in Example 1, except that o- (trifluoromethyl) benzyl alcohol was added at a rate of 20 mL to 100 mL of collagen aqueous solution. .

しかし、o−(トリフルオロメチル)ベンジルアルコールを添加すると、比較例3と同様にコラーゲン溶液が固化してしまい、コラーゲン繊維を製造することはできなかった。
(比較例5)
次に、比較例5として、コラーゲン水溶液100 mLに対して20 mLの割合でトリフルオロエタノールを添加すること以外、実施例1と同様にコラーゲン繊維の不織布の製造を試みた。
However, when o- (trifluoromethyl) benzyl alcohol was added, the collagen solution was solidified as in Comparative Example 3, and collagen fibers could not be produced.
(Comparative Example 5)
Next, as Comparative Example 5, an attempt was made to produce a non-woven fabric of collagen fibers in the same manner as in Example 1, except that trifluoroethanol was added at a rate of 20 mL to 100 mL of collagen aqueous solution.

しかし、比較例2と同様、ステンレス製網上に到達するまでの間に溶媒が揮散しきれず、コラーゲンを繊維化することはできなかった。
(比較例6)
次に、比較例6として、コラーゲン水溶液100 mLに対して20 mLの割合でトリフルオロエタノールを添加すること以外、実施例1と同様にコラーゲン繊維の不織布の製造を試みた。
However, as in Comparative Example 2, the solvent could not be volatilized before reaching the stainless steel net, and collagen could not be fibrillated.
(Comparative Example 6)
Next, as Comparative Example 6, an attempt was made to produce a non-woven fabric of collagen fibers in the same manner as in Example 1, except that trifluoroethanol was added at a rate of 20 mL to 100 mL of collagen aqueous solution.

しかし、比較例2と同様、ステンレス製網上に到達するまでの間に溶媒が揮散しきれず、コラーゲンを繊維化することはできなかった。
3)コラーゲン繊維の走査型電子顕微鏡(SEM)による形態観察
実施例1及び実施例2で得られたコラーゲン繊維について、白金/パラジウム蒸着(30 mA、120秒間)を行い、走査型電子顕微鏡(日立製作所製S−800型)を用いて観察した。なお、加速電圧は6 kVで、ワーキングディスタンスは20 mmであった。
However, as in Comparative Example 2, the solvent could not be volatilized before reaching the stainless steel net, and collagen could not be fibrillated.
3) Morphological observation of collagen fibers by scanning electron microscope (SEM) The collagen fibers obtained in Example 1 and Example 2 were subjected to platinum / palladium deposition (30 mA, 120 seconds), and a scanning electron microscope (Hitachi). Observation was performed using S-800 type manufactured by Seisakusho. The acceleration voltage was 6 kV and the working distance was 20 mm.

実施例1のコラーゲン繊維の電子顕微鏡写真を、図3(a)及び図3(b)に示す。実施例1のコラーゲン繊維は、図3(a)に示すように繊維径が均質であり、電子顕微鏡写真に基づいて5箇所の繊維径を測定し、その平均値を算出したところ、約5 μmであった。また、図3(b)からも明らかなように、実施例1のコラーゲン繊維は、その表面が非常に平滑であった。   Electron micrographs of the collagen fibers of Example 1 are shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). The collagen fiber of Example 1 has a uniform fiber diameter as shown in FIG. 3 (a), and measured the fiber diameter at five locations based on an electron micrograph, and the average value was calculated to be about 5 μm. Met. Further, as apparent from FIG. 3B, the surface of the collagen fiber of Example 1 was very smooth.

実施例2のコラーゲン繊維についても、電子顕微鏡写真に基づいて5箇所の繊維径を測定し、その平均値を算出したところ、約5 μmであった。また、繊維表面は、非常に平滑であった。   Regarding the collagen fibers of Example 2, the fiber diameters at five locations were measured based on the electron micrographs, and the average value was calculated. The result was about 5 μm. The fiber surface was very smooth.

実施例1及び実施例2のコラーゲン繊維不織布は、単独で用いてもよいが、取扱性やその他の要求事項に合わせて、他の部材と組み合わせて使用してもよい。例えば、被加工物として支持基材となりうる不織布、織布、フィルム、ステント等を用い、その上に不織布を形成することで、支持基材と不織布とを組み合わせた部材(例えば、植込み可能なステント等)を作製することもできる。   Although the collagen fiber nonwoven fabric of Example 1 and Example 2 may be used alone, it may be used in combination with other members in accordance with handleability and other requirements. For example, a non-woven fabric, a woven fabric, a film, a stent, or the like that can serve as a support substrate is used as a workpiece, and a non-woven fabric is formed on the non-woven fabric to form a member (for example, an implantable stent). Etc.) can also be produced.

本発明のコラーゲン繊維及びその製造方法は、医薬、医療分野における生体適合性材料及びその製造方法等として有用である。   The collagen fiber and the method for producing the same of the present invention are useful as a biocompatible material in the pharmaceutical and medical fields, a method for producing the material, and the like.

本発明のコラーゲン繊維の製造方法において使用するエレクトロスピニング装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the electrospinning apparatus used in the manufacturing method of the collagen fiber of this invention. エレクトロスピニング装置を作動させた時の、金属製ノズル下端部付近のコラーゲン溶液の状態を示す拡大概略図である。It is an enlarged schematic diagram which shows the state of the collagen solution of metal nozzle lower end part vicinity when operating an electrospinning apparatus. 実施例1に係るコラーゲン繊維の走査型電子顕微鏡写真である。2 is a scanning electron micrograph of collagen fibers according to Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1:エレクトロスピニング装置
2:密閉容器
3:絶縁板
4:金属製ホルダー
5:金属製ノズル
6:高圧電源
7:送液配管
8:別の密閉容器
9:容器
10:コラーゲン溶液
11:コンプレッサー
12:金属製の網
13:支柱
14:アース
15:帯電微小ミスト


1: Electrospinning device 2: Sealed container 3: Insulating plate 4: Metal holder 5: Metal nozzle 6: High-voltage power supply 7: Liquid supply pipe 8: Another sealed container 9: Container 10: Collagen solution 11: Compressor 12: Metal net 13: support 14: ground 15: charged minute mist


Claims (4)

コラーゲン、水及びヘキサフルオロイソプロパノールを含有するコラーゲン溶液を調製する調製工程と、
前記コラーゲン溶液に高電圧を印加し、エレクトロスピニングによってコラーゲンを繊維化させる紡糸化工程と、
を含むコラーゲン繊維の製造方法であって、
前記コラーゲン溶液における水とヘキサフルオロイソプロパノールの重量比が、8:2〜5:5の範囲内であり、
前記コラーゲン溶液におけるコラーゲン含量が、5重量%以上10重量%以下である、方法。
A preparation step of preparing a collagen solution containing collagen, water and hexafluoroisopropanol;
A spinning step of applying a high voltage to the collagen solution and fiberizing the collagen by electrospinning;
A method for producing collagen fibers comprising :
The weight ratio of water to hexafluoroisopropanol in the collagen solution is in the range of 8: 2 to 5: 5;
The method wherein the collagen content in the collagen solution is 5% by weight or more and 10% by weight or less.
前記紡糸化工程で、内径0.1 mm以上2.0 mm以下のノズルより、前記コラーゲン溶液を吐出させる請求項に記載のコラーゲン繊維の製造方法。 The method for producing a collagen fiber according to claim 1 , wherein in the spinning step, the collagen solution is discharged from a nozzle having an inner diameter of 0.1 mm or more and 2.0 mm or less. 前記紡糸化工程における印加電圧が、1kV以上50kV以下の直流電圧である請求項1又は2に記載のコラーゲン繊維の製造方法。 The method for producing a collagen fiber according to claim 1 or 2 , wherein the applied voltage in the spinning step is a DC voltage of 1 kV or more and 50 kV or less. 請求項1乃至のいずれか1項に記載のコラーゲン繊維の製造方法によって製造されるコラーゲン繊維。 The collagen fiber manufactured by the manufacturing method of the collagen fiber of any one of Claims 1 thru | or 3 .
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