JP5542080B2 - Nonwoven fabric excellent in flexibility and water retention and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、任意の間隔で交互に疎密がある柔軟性と保水性を備えたシート状不織布に関する。 The present invention relates to a sheet-like nonwoven fabric having flexibility and water retention that are alternately sparse and dense at arbitrary intervals.
生分解性高分子を成型加工した医療用具はいくつも知られており、特にポリ乳酸やポリグリコール酸、ポリカプロラクトンに代表される脂肪族ポリエステルやその共重合体は、さまざまな医療用具に用いられている。例えば、脂肪族ポリエステルを繊維に加工した成形体は、縫合糸や生体吸収性シートなどに応用されている。 A number of medical devices made by molding biodegradable polymers are known. In particular, aliphatic polyesters such as polylactic acid, polyglycolic acid, and polycaprolactone and their copolymers are used in various medical devices. ing. For example, molded articles obtained by processing aliphatic polyester into fibers are applied to sutures, bioabsorbable sheets, and the like.
エレクトロスピニング法(静電紡糸法、電界紡糸法ともいう)によれば、繊維径の細い繊維を簡便に製造できる。この製造法によれば、繊維構造体の表面積を大きくすることで細胞との接着性を高めることができるため、細胞培養用の担体や再生医療のための足場材料などへの応用が検討されている。エレクトロスピニング法は、ポリマー溶液を高電圧、低電流で電極付きシリンジから一定速度で押し出すと同時に放電処理を行い、捕集電極に繊維構造体を堆積させる方法である。例えば再生医療用マトリックス作成法として注目されていて、通常、電極板上に繊維を堆積させるのみで繊維密度の高いシートが得られる。このようにして得られたシートは、癒着防止材や創傷被覆材などシート状の材料が必要とされる領域では優位に使用されるが、靭帯組織様の繊維束や凹凸のある臓器表面など柔軟性が必要な部位には繊維密度が高いため使用しづらく、また水分保持能力が低いため、臓器表面などへの親和性に乏しいといった問題があった。 According to the electrospinning method (also referred to as an electrostatic spinning method or an electrospinning method), a fiber having a small fiber diameter can be easily produced. According to this production method, the adhesion to the cells can be increased by increasing the surface area of the fiber structure, and therefore, its application to a carrier for cell culture or a scaffold material for regenerative medicine has been studied. Yes. The electrospinning method is a method in which a polymer solution is extruded at a constant speed from a syringe with an electrode at a high voltage and a low current, and at the same time, a discharge treatment is performed to deposit a fiber structure on a collecting electrode. For example, it has been attracting attention as a method for producing a matrix for regenerative medicine, and a sheet having a high fiber density is usually obtained only by depositing fibers on an electrode plate. Sheets obtained in this way are used predominately in areas where sheet-like materials are required, such as anti-adhesion materials and wound dressings, but are flexible such as ligament tissue-like fiber bundles and uneven organ surfaces. There is a problem that it is difficult to use in a site that requires the property because the fiber density is high, and the water retention ability is low, so that the affinity to the organ surface is poor.
特許文献1には繊維捕集部位に筒状内にマイナスイオン発生装置を設置することで、繊維を浮遊させて空中で堆積化を誘導することで綿状繊維を得る方法が記載されている。しかし、綿状に得られた繊維は靭帯組織様の繊維束のように、細胞培養後、必要な形状に成形する場合には向いているが、凹凸のある臓器表面にシート形状のまま設置するような場合には適していない。 Patent Document 1 describes a method of obtaining a cotton-like fiber by installing a negative ion generator in a cylindrical shape at a fiber collection site to float the fiber and induce deposition in the air. However, the fibers obtained in the form of cotton are suitable for forming into the required shape after cell culture, as in the case of ligament tissue-like fiber bundles. It is not suitable for such cases.
特許文献2には、人工血管のように、血圧や体の動きによる伸縮に耐えうる柔軟性と強度を有する材料を提供するために、基材に簡単に、かつ極細繊維がその気孔を保持しつつ固着できる方法が記載されている。しかし、柔軟性を付与するために、極細繊維の他に基材が必要となり、繊維単独では使用できない。 In Patent Document 2, in order to provide a material having flexibility and strength that can withstand expansion and contraction due to blood pressure and body movement, such as an artificial blood vessel, a microfiber can easily hold a pore in a base material. A method which can be fixed while being described is described. However, in order to impart flexibility, a substrate is required in addition to the ultrafine fibers, and the fibers cannot be used alone.
特許文献3には、親水剤を塗布した保水性に優れた不織布が記載されているが、親水剤などの化学処理を施さずに保水性を向上させる記載はない。
また、衛生材料等に適用できる柔軟な不織布としては、乾式スパンレース法による不織布が知られている。これは、綿やレーヨンなどの天然系素材、ポリエステルやナイロンなどの合成繊維などをカード法によりウェブ(綿状の材料)を形成した後に高圧水流で繊維同士を絡合させたものである。
Patent Document 3 describes a non-woven fabric excellent in water retention to which a hydrophilic agent is applied, but there is no description of improving water retention without performing chemical treatment such as a hydrophilic agent.
Moreover, as a flexible nonwoven fabric applicable to sanitary materials, a nonwoven fabric by a dry spunlace method is known. In this method, a natural material such as cotton or rayon, or a synthetic fiber such as polyester or nylon is formed with a web (cotton-like material) by the card method, and then the fibers are entangled with each other by a high-pressure water flow.
特許文献4には、湿式抄紙法と水流絡合によるスパンレース不織布が記載されている。湿式抄紙法は、まずウェブを作製し、次に水流絡合によりシート化される。しかしポリビニルアルコール等のバインダーを必要とし、その除去のための工程も必要となり煩雑である。また、繊維長が30mm以下と短く、長繊維では作製できない問題を有している。通常、水流絡合は、ウェブをシート化するために用いられており、ウェブではなくシートそのものを水流絡合して疎密構造を作製したり、シートに水分含有性と柔軟性を共に付与するためには用いられない。 Patent Document 4 describes a spunlace nonwoven fabric by a wet papermaking method and hydroentanglement. In the wet papermaking method, a web is first prepared and then formed into a sheet by hydroentanglement. However, it requires a binder such as polyvinyl alcohol and requires a process for its removal, which is complicated. Moreover, the fiber length is as short as 30 mm or less, and there is a problem that it cannot be produced with long fibers. Usually, hydroentanglement is used to make a web into a sheet, and the sheet itself is hydroentangled instead of the web to create a dense structure, or to impart both moisture content and flexibility to the sheet. Not used for.
特許文献5には、保水性を有する不織布と防水層とで形成された積層シートが記載されている。しかし、水溶性熱可塑性樹脂を不織布中に含有することにより保水性を有しているのであり、水不溶性の熱可塑性樹脂単体で保水性を向上させるものではない。 Patent Document 5 describes a laminated sheet formed of a non-woven fabric having water retention and a waterproof layer. However, since the water-soluble thermoplastic resin is contained in the nonwoven fabric, it has water retention, and the water-insoluble thermoplastic resin alone does not improve water retention.
本発明が解決しようとする課題は、その構造のみで柔軟性と保水性をもつ、生分解性ポリマーからなるシート状不織布を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a sheet-like nonwoven fabric made of a biodegradable polymer that has flexibility and water retention only by its structure.
本発明の発明者らは柔軟性と保水性を有するシート状不織布について鋭意研究した結果、驚くべきことに長繊維からなるシート状の繊維構造体の嵩密度を任意の間隔で交互に変化させることにより、柔軟性と保水性に優れるシート状不織布が得られることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive research on sheet-like nonwoven fabric having flexibility and water retention, the inventors of the present invention surprisingly changed the bulk density of a sheet-like fiber structure composed of long fibers alternately at arbitrary intervals. Thus, a sheet-like nonwoven fabric excellent in flexibility and water retention was found, and the present invention was completed.
すなわち本発明は、繊維径が500nmから30μmである生分解性ポリマーの繊維構造体からなるシート状不織布であって、100μmから2mm間隔で交互に疎密が変化しており、疎構造の嵩密度が20から90kg/m3、密構造の嵩密度が100から200kg/m3であるシート状不織布である。
また、本発明はエレクトロスピニング法により繊維構造体を作製する工程、およびそれを水流絡合により疎密構造とする工程を含む、該シート状不織布の製造方法である。
That is, the present invention is a sheet-like nonwoven fabric made of a fiber structure of a biodegradable polymer having a fiber diameter of 500 nm to 30 μm, and the density changes alternately from 100 μm to 2 mm, and the bulk density of the sparse structure is It is a sheet-like nonwoven fabric having a bulk density of 20 to 90 kg / m 3 and a dense structure of 100 to 200 kg / m 3 .
Moreover, this invention is a manufacturing method of this sheet-like nonwoven fabric including the process of producing a fiber structure by an electrospinning method, and the process of making it into a dense structure by hydroentanglement.
本発明のシート状不織布は、柔軟性と保水性に優れている。 The sheet-like nonwoven fabric of the present invention is excellent in flexibility and water retention.
本発明で用いる生分解性ポリマーとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリジオキ酸、乳酸−グリコール酸共重合体、乳酸−カプロラクトン共重合体、ポリグリセロールセバシン酸、ポリヒドロキシアルカン酸、ポリブチレンサクシネートなどの脂肪族ポリエステル類、ポリメチレンカーボネートなどの脂肪族ポリカーボネート類が挙げられる。好ましくはポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸−グリコール酸共重合体などの脂肪族ポリエステル類であり、さらに好ましくはポリ乳酸、乳酸−グリコール酸共重合体である。 Examples of the biodegradable polymer used in the present invention include polylactic acid, polyglycolic acid, polycaprolactone, polydioxic acid, lactic acid-glycolic acid copolymer, lactic acid-caprolactone copolymer, polyglycerol sebacic acid, polyhydroxyalkanoic acid, poly Examples thereof include aliphatic polyesters such as butylene succinate and aliphatic polycarbonates such as polymethylene carbonate. Preferred are aliphatic polyesters such as polylactic acid, polyglycolic acid, and lactic acid-glycolic acid copolymer, and more preferred are polylactic acid and lactic acid-glycolic acid copolymer.
なお、いずれの生分解性ポリマーも疎水性ポリマーであるため、ポリマーそのものは保水性を有していない。本発明では、ポリマーの性質による保水ではなく、構造による保水が達成されている。よって、いずれの生分解性ポリマーでも、本発明のシート状不織布の構造をもつ限り、同様な保水性が得られる。 Since any biodegradable polymer is a hydrophobic polymer, the polymer itself does not have water retention. In the present invention, water retention by structure is achieved rather than water retention due to polymer properties. Therefore, any water-degradable polymer can obtain the same water retention as long as it has the structure of the sheet-like nonwoven fabric of the present invention.
生分解性ポリマーとしてポリ乳酸を用いる場合、ポリマーを構成するモノマーには、L−乳酸、D−乳酸があるが、特に制限はない。またポリマーの光学純度や分子量、L体とD体の組成比や配列には特に制限はないが、好ましくはL体の多いポリマーであり、ポリL乳酸とポリD乳酸のステレオコンプレックスを用いてもよい。 When polylactic acid is used as the biodegradable polymer, the monomers constituting the polymer include L-lactic acid and D-lactic acid, but there is no particular limitation. Further, there is no particular limitation on the optical purity and molecular weight of the polymer, the composition ratio and arrangement of the L-form and D-form, but it is preferably a polymer with many L-forms. Good.
本発明で用いる生分解性ポリマーは高純度であることが好ましく、とりわけポリマー中に含まれる添加剤や可塑剤、残存触媒、残存モノマー、成形加工や後加工に用いた残留溶媒などの残留物は少ないほうが好ましい。とりわけ医療に用いる場合は、安全性の基準値未満に抑える必要がある。 The biodegradable polymer used in the present invention is preferably highly pure. In particular, residues such as additives, plasticizers, residual catalysts, residual monomers, and residual solvents used in molding and post-processing are included in the polymer. Less is preferable. In particular, when used for medical treatment, it is necessary to keep it below the safety standard value.
また、本発明で用いる生分解性ポリマーの分子量としては、1×103〜5×106が好ましく、より好ましくは1×104〜1×106、さらに好ましくは5×104〜5×105である。またポリマーの末端構造やポリマーを重合する触媒は任意に選択できる。 The molecular weight of the biodegradable polymer used in the present invention is preferably 1 × 10 3 to 5 × 10 6 , more preferably 1 × 10 4 to 1 × 10 6 , and even more preferably 5 × 10 4 to 5 ×. 10 5 . The terminal structure of the polymer and the catalyst for polymerizing the polymer can be arbitrarily selected.
本発明で用いる繊維には、所期の目的を損なわない範囲で、他のポリマーや他の化合物を混合してもよい。例えば、ポリマー共重合、ポリマーブレンド、化合物混合である。
本発明で用いる繊維はリン脂質を含有していてもよい。かかるリン脂質はポリマー重量に対して0.1〜10重量%含有することができる。リン脂質の含有量が0.1重量%より少ないと、生分解性ポリマーの疎水性性質のため濡性が好ましくなく、10重量%よりも多いと、繊維構造体自体の耐久性が低下し、好ましくない。好ましい含有量は、0.2〜5重量%であり、さらに好ましくは、0.3〜3重量%である。
The fibers used in the present invention may be mixed with other polymers and other compounds as long as the intended purpose is not impaired. For example, polymer copolymerization, polymer blending, compound mixing.
The fiber used in the present invention may contain a phospholipid. Such phospholipid can be contained in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the polymer weight. If the phospholipid content is less than 0.1% by weight, the wettability is not preferred due to the hydrophobic nature of the biodegradable polymer, and if it is more than 10% by weight, the durability of the fiber structure itself decreases, It is not preferable. The preferable content is 0.2 to 5% by weight, and more preferably 0.3 to 3% by weight.
かかるリン脂質は、動物組織から抽出したものでも人工的に合成したものでもよく、例えばホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロールなどが挙げられる。これらのうち1種類を選択してもよいし、2種類以上の混合物を用いてもよい。好ましくはホスファチジルコリンまたはホスファチジルエタノールアミンであり、さらに好ましくはジラウロイルホスファチジルコリンまたはジオレオイルホスファチジルエタノールアミンである。 Such phospholipids may be extracted from animal tissue or artificially synthesized, and examples thereof include phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, and phosphatidylglycerol. One of these may be selected, or a mixture of two or more may be used. Preferred is phosphatidylcholine or phosphatidylethanolamine, and more preferred is dilauroylphosphatidylcholine or dioleoylphosphatidylethanolamine.
本発明で用いる繊維構造体は長繊維よりなる。長繊維とは、具体的には紡糸から繊維構造体への加工にいたるプロセスの中で、繊維を切断する工程を加えずに形成される繊維構造体をいう。長繊維の長さは300mm以上が好ましい。かかる繊維構造体の全体の厚みに特に制限はないが、好ましくは25μm〜300μm、さらに好ましくは100〜200μmである。 The fiber structure used in the present invention consists of long fibers. The long fiber specifically refers to a fiber structure formed without adding a step of cutting the fiber in the process from spinning to processing into a fiber structure. The length of the long fiber is preferably 300 mm or more. Although there is no restriction | limiting in particular in the whole thickness of this fiber structure, Preferably it is 25 micrometers-300 micrometers, More preferably, it is 100-200 micrometers.
本発明で用いる長繊維を得る方法としては、エレクトロスピニング法が挙げられる。エレクトロスピニング法は、ポリマーを溶媒に溶解させた溶液に高電圧を印加することで、電極上に繊維構造体を得る方法である。 Examples of the method for obtaining the long fiber used in the present invention include an electrospinning method. The electrospinning method is a method of obtaining a fiber structure on an electrode by applying a high voltage to a solution in which a polymer is dissolved in a solvent.
本発明で用いる繊維構造体の平均繊維径は500nm〜30μmであることが好ましい。500nmよりも小さいか30μmよりも大きいと、それを繊維構造体にして医療用品として用いた場合に良好な特性が得られない。より好ましい平均繊維径は1.0〜10μmであり、さらに好ましくは、2.0〜7.0μmである。なお、繊維径とは繊維断面の直径を表す。繊維断面の形状は円形に限らず、楕円形や異形になることもありうる。楕円形の場合の繊維径とは、その長軸方向の長さと短軸方向の長さの平均をその繊維径として算出する。また、繊維断面が円形でも楕円形でもないときには円または楕円に近似して繊維径を算出する。 The average fiber diameter of the fiber structure used in the present invention is preferably 500 nm to 30 μm. If it is smaller than 500 nm or larger than 30 μm, good characteristics cannot be obtained when it is used as a medical article with a fiber structure. A more preferable average fiber diameter is 1.0 to 10 μm, and further preferably 2.0 to 7.0 μm. In addition, a fiber diameter represents the diameter of a fiber cross section. The shape of the fiber cross section is not limited to a circle, and may be an ellipse or an irregular shape. For the fiber diameter in the case of an ellipse, the average of the length in the major axis direction and the length in the minor axis direction is calculated as the fiber diameter. When the fiber cross section is neither circular nor elliptical, the fiber diameter is calculated by approximating a circle or ellipse.
本発明のシート状不織布を得る方法としては、通常のシートの作製後に、例えば水流絡合法やニードルパンチ処理により嵩密度を変化させる手法が挙げられる。水流絡合とは、ウェブ(綿状の材料)に高圧の水流をノズルからネット上に噴射して繊維間を絡め、綿状の材料から不織布を作製するために用いられている方法である。ニードルパンチ処理は、ウェブに棘のある針を突き刺し、機械的に繊維間を絡めるもので、いずれも綿状の材料から不織布を作製するために用いられている。 Examples of the method for obtaining the sheet-like nonwoven fabric of the present invention include a method in which the bulk density is changed by, for example, a hydroentanglement method or a needle punching process after producing a normal sheet. Water entanglement is a method used for producing a nonwoven fabric from a cotton-like material by injecting a high-pressure water flow onto a web (cotton-like material) from a nozzle onto a net to entangle the fibers. In the needle punching process, a needle with a barb is pierced into a web and the fibers are mechanically entangled with each other, and both are used for producing a nonwoven fabric from a cotton-like material.
具体的には、水流絡合法では、ノズルから水圧の加わった水流を噴射して繊維を絡合させる。ノズルヘッドには、シートの幅方向に多数のノズルが配列されており、ノズルにかかる水圧を変えることができるようになっている。各ノズルからの水流は、連続的に噴射されており、シートは一定の速度で搬送されながら、表から水流を受け、繊維を絡合させることになる。水流絡合の回数は本発明の目的を損なわない範囲で任意に選択でき、表のみ1回絡合させても、表裏に数回絡合させてもよい。水流絡合する際の水圧については、水圧が高いと長繊維を切断してしまうためにシート強度が脆弱になり、水圧が低いとシートの嵩密度を変化させることができない。本発明では、中程度の圧力として、シート強度と柔軟性の双方を所望の範囲内に保っている。 Specifically, in the water entanglement method, the water is entangled by jetting a water flow with water pressure applied from a nozzle. In the nozzle head, a large number of nozzles are arranged in the width direction of the sheet so that the water pressure applied to the nozzles can be changed. The water flow from each nozzle is continuously jetted, and while the sheet is conveyed at a constant speed, the water flow is received from the front and the fibers are entangled. The number of water entanglements can be arbitrarily selected within a range that does not impair the object of the present invention, and may be entangled only once in the front or several times in front and back. As for the water pressure at the time of hydroentanglement, if the water pressure is high, the long fiber is cut, so that the sheet strength becomes weak, and if the water pressure is low, the bulk density of the sheet cannot be changed. In the present invention, both the sheet strength and flexibility are maintained within a desired range as a medium pressure.
ニードルパンチ加工では、高速で上下するニードル(針)で、シート全体を繰り返し突き刺し、ニードルに刻まれたバーブという突起により繊維を絡ませるものである。ニードルパンチ加工の特徴は、バルク性に富み、繊維間の剥離がないことである。 In the needle punching process, the entire sheet is repeatedly pierced by a needle (needle) that moves up and down at high speed, and fibers are entangled by protrusions called barbs carved in the needle. The feature of needle punching is that it is rich in bulk and does not peel between fibers.
本発明のシート状不織布の嵩密度を変化させる幅は、100μmから2mmであり、より好ましくは500μmから1mmである。100μm以下では嵩密度をコントロールすることが困難であり、2mm以上では求める柔軟性に達しない。また、嵩密度は疎な部分と密な部分が存在するが、その幅は同一であっても、いずれか一方の幅の方が太くても上記範囲であれば問題ない。疎な部分は、密な部分に比べ、水流絡合法やニードルパンチ処理を受けている分、膜厚が薄くなり、通常、表面に凹凸が形成される。 The width | variety which changes the bulk density of the sheet-like nonwoven fabric of this invention is 100 micrometers-2 mm, More preferably, it is 500 micrometers-1 mm. If it is 100 μm or less, it is difficult to control the bulk density, and if it is 2 mm or more, the required flexibility is not reached. Moreover, although the bulk density has a sparse part and a dense part, even if the width is the same, even if any one of the widths is thicker, there is no problem as long as it is in the above range. The sparse part is thinner than the dense part because of the water entanglement method and the needle punching process, and the film thickness is usually reduced, and irregularities are usually formed on the surface.
疎な部分と密な部分のそれぞれの嵩密度は、疎な部分では20から90kg/m3であり、より好ましくは40から70kg/m3である。20kg/m3以下では、構造保持が難しく、90kg/m3以上では、密な部分との差が得られない。一方、密な部分は100kg/m3から200kg/m3である、より好ましくは110から150kg/m3である。100kg/m3以下では、疎な部分との差がなくなり柔軟性が得られない。200kg/m3以上では、シート自体が硬すぎて柔軟性が得られない。 The bulk density of each of the sparse part and the dense part is 20 to 90 kg / m 3 , and more preferably 40 to 70 kg / m 3 in the sparse part. If it is 20 kg / m 3 or less, it is difficult to maintain the structure, and if it is 90 kg / m 3 or more, a difference from a dense part cannot be obtained. On the other hand, the dense part is 100 kg / m 3 to 200 kg / m 3 , more preferably 110 to 150 kg / m 3 . If it is 100 kg / m 3 or less, there is no difference from a sparse part and flexibility cannot be obtained. If it is 200 kg / m 3 or more, the sheet itself is too hard to obtain flexibility.
本発明のシート状不織布は保水性に優れており、医療用品として体内で使用する際にはそれに体液や血液が保持される。このような条件を満足する不織布の保水率は、通常800〜2000重量%、好ましくは1000〜1500重量%である。このような保水性を保持するためには、上記の疎密構造が重要である。保水性を上げるためには、嵩密度を低下させることが重要だが、嵩密度を低下させるとシートの自己支持性に欠け、その分、膜厚の増加が必要となり、製造時間の上昇、製造コストの増加に繋がる。本発明では、嵩密度の変化する幅が100μmから2mmであることから、嵩密度が疎な部分の構造保持力の低下が密な部分によって補われている。また、表面に凹凸があると、疎密部分のそれぞれの保水力のみならず、構造体として水分保持能力を増加させることができるため、表面に凹凸構造を有していてもよい。具体的には、疎な部分は、密な部分よりも水流絡合法やニードルパンチ処理により膜厚が薄くなっている。そのくぼみ部分に水の表面張力作用により水が捕集できるようになっている。 The sheet-like nonwoven fabric of the present invention is excellent in water retention, and retains body fluids and blood when used in the body as a medical product. The water retention rate of the nonwoven fabric satisfying such conditions is usually 800 to 2000% by weight, preferably 1000 to 1500% by weight. In order to maintain such water retention, the above dense structure is important. In order to increase water retention, it is important to reduce the bulk density. However, if the bulk density is decreased, the sheet does not have a self-supporting property, and an increase in the film thickness is required. Leading to an increase in In the present invention, since the width in which the bulk density changes is from 100 μm to 2 mm, the decrease in the structure holding force of the portion where the bulk density is sparse is compensated by the dense portion. In addition, when the surface has irregularities, not only the water retention ability of each of the sparse and dense portions but also the water retention ability as a structure can be increased, and therefore the surface may have an irregular structure. Specifically, the sparse part is thinner than the dense part by the water entanglement method or the needle punching process. Water can be collected in the indented portion by the surface tension of water.
シート状不織布の柔軟性は、剛軟性で測定することができる。具体的には、JISL1096 6.19.1E法(ハンドルオメーター法)などを用いて測定することができる。剛軟度は90mN以下であることが好ましく、より好ましくは70mN以下である。90mN以上であるとシートは柔軟性に欠け、表面が凹凸な組織表面への追従性に欠けるので好ましくない。 The softness of the sheet-like nonwoven fabric can be measured by bending resistance. Specifically, it can be measured using the JISL1096 6.19.1E method (handle ohmmeter method) or the like. The bending resistance is preferably 90 mN or less, more preferably 70 mN or less. If it is 90 mN or more, the sheet lacks flexibility and is unfavorable because it lacks the ability to follow a textured surface.
本発明のシート状不織布の表面に、さらに綿状の繊維構造物を積層することや、綿状構造物を本発明のシート状不織布ではさんでサンドイッチ構造にするなどの加工は、所期の目的を損ねない範囲で任意に実施しうる。 Processes such as laminating a cotton-like fiber structure on the surface of the sheet-like nonwoven fabric of the present invention and making a sandwich structure with the cotton-like structure sandwiched by the sheet-like nonwoven fabric of the present invention are intended purposes. Can be arbitrarily implemented within a range that does not impair the process.
本発明で用いる繊維や繊維構造体は、医療応用においては、さらに抗血栓性を付与するためのコーティング処理、抗体や生理活性物質で表面をコーティングすることも任意に実施できる。このときのコーティング方法や処理条件、その処理に用いる化学薬品は、繊維の構造を極端に破壊せず、本発明の目的を損なわない範囲で任意に選択できる。 The fibers and fiber structures used in the present invention can be optionally subjected to coating treatment for imparting antithrombogenicity and surface coating with antibodies and physiologically active substances in medical applications. The coating method and treatment conditions at this time, and the chemicals used for the treatment can be arbitrarily selected within a range that does not damage the fiber structure and impair the purpose of the present invention.
本発明で用いる繊維構造体の繊維内部にも任意に薬剤を含ませることができる。エレクトロスピニング法で成形する場合は、揮発性溶媒に可溶であり、溶解によりその生理活性を損なわないものであれば、使用する薬剤に特に制限はない。かかる薬剤の具体例としては、タクロリムスもしくはその類縁体、スタチン系、またはタキサン系抗癌剤が例示できる。また、揮発性溶媒中において活性を維持できるものであれば、タンパク質製剤、核酸医薬であってもよい。また、薬剤以外でも、金属、多糖、脂肪酸、界面活性剤、揮発性溶媒耐性微生物を含んでいてもよい。 A drug can be optionally contained inside the fiber of the fiber structure used in the present invention. In the case of molding by the electrospinning method, the drug used is not particularly limited as long as it is soluble in a volatile solvent and does not impair the physiological activity by dissolution. Specific examples of such drugs include tacrolimus or its analogs, statins, and taxane anticancer agents. Moreover, as long as activity can be maintained in a volatile solvent, a protein formulation and a nucleic acid pharmaceutical may be sufficient. In addition to drugs, metals, polysaccharides, fatty acids, surfactants, and volatile solvent resistant microorganisms may be included.
本発明のシート状不織布は、医療用品、とりわけ臓器表面や創傷部位の保護材、被覆材、シール材として、人工硬膜、癒着防止材、止血材などに好適に用いられる。 The sheet-like non-woven fabric of the present invention is suitably used as an artificial dura mater, an adhesion preventing material, a hemostatic material, etc. as a medical article, particularly as a protective material, covering material, or sealing material for an organ surface or wound site.
本発明のシート状不織布の各種評価は次の条件で実施した。
保水性:1cm×1cm角の試料を切り取り、試料に5μlずつ水を含浸させ、含水量を求めた。
保水率(重量%)=(W2−W1)/W1×100
W1:初期試料重量 W2:含水時試料重量
柔軟性:(JIS−L−1906 6.19.1E法)ハンドルオメーター法で剛軟度測定を行った。シートは縦方向および横方向での評価を実施した。
Various evaluations of the sheet-like nonwoven fabric of the present invention were carried out under the following conditions.
Water retention: A sample of 1 cm × 1 cm square was cut out, 5 μl of each sample was impregnated with water, and the water content was determined.
Water retention rate (% by weight) = (W2−W1) / W1 × 100
W1: Initial sample weight W2: Sample weight flexibility with water: (JIS-L-1906 6.19.1E method) The bending resistance was measured by the handle ohmmeter method. The sheet was evaluated in the vertical and horizontal directions.
[実施例1]
0.4%のホスファチジルコリンジラウロイルを添加したポリ乳酸(分子量13万3千、PURAC)11重量部を、79重量部のジクロロメタンと10重量部のエタノールに溶解し、均一な溶液を得た。この溶液を用いてエレクトロスピニング法で紡糸し、シート状の繊維構造体を調製した。噴出ノズルの内径は0.8mm、電圧は23kV、噴出ノズルから陰極平板までの距離は35cm、湿度25%であった。得られた繊維構造体の厚さは80μm、繊維径は4.8μmであった。次いで、水流絡合により、疎構造500μm、密構造1mmの筋を形成させたシート状不織布を得た。疎構造の嵩密度は、80kg/m3、密構造の嵩密度は、105kg/m3であった。水流絡合は、50メッシュの金属メッシュの上に置き、ウォーターニードル試験機を用いて高圧水流による絡合処理を施した(ノズル0.1mmφ、40kg/cm2、速度2m/min、表裏各1回)。得られたシート状不織布の重量は1.2mg/cm2、保水率は1566重量%、柔軟性は縦37mN、横42mNであった。
[Example 1]
11 parts by weight of polylactic acid (molecular weight 133,000, PURAC) added with 0.4% phosphatidylcholine dilauroyl was dissolved in 79 parts by weight of dichloromethane and 10 parts by weight of ethanol to obtain a uniform solution. Using this solution, spinning was performed by an electrospinning method to prepare a sheet-like fiber structure. The inner diameter of the ejection nozzle was 0.8 mm, the voltage was 23 kV, the distance from the ejection nozzle to the cathode flat plate was 35 cm, and the humidity was 25%. The resulting fiber structure had a thickness of 80 μm and a fiber diameter of 4.8 μm. Subsequently, the sheet-like nonwoven fabric in which the streaks having a loose structure of 500 μm and the dense structure of 1 mm were formed by hydroentanglement. The bulk density of the sparse structure was 80 kg / m 3 , and the bulk density of the dense structure was 105 kg / m 3 . The water entanglement was placed on a 50 mesh metal mesh, and entangled with a high pressure water flow using a water needle tester (nozzle 0.1 mmφ, 40 kg / cm 2 , speed 2 m / min, front and back 1 each) Times). The weight of the obtained sheet-like nonwoven fabric was 1.2 mg / cm 2 , the water retention rate was 1566% by weight, the flexibility was 37 mN in length and 42 mN in width.
[実施例2]
0.4%のホスファチジルコリンジラウロイルを添加したポリ乳酸(分子量13万3千、PURAC)11重量部を、79重量部のジクロロメタンと10重量部のエタノールに溶解し、均一な溶液を得た。この溶液を用いてエレクトロスピニング法で紡糸し、シート状の繊維構造体を調製した。噴出ノズルの内径は0.8mm、電圧は23kV、噴出ノズルから陰極平板までの距離は35cm、湿度25%であった。得られた繊維構造体の厚さは150μm、繊維径は3.2μmであった。次いで、水流絡合により、疎構造500μm、密構造1mmの筋を形成させたシート状不織布を得た。疎構造の嵩密度は、70kg/m3、密構造の嵩密度は、110kg/m3であった。水流絡合は、50メッシュの金属メッシュの上に置き、ウォーターニードル試験機を用いて高圧水流による絡合処理を施した(ノズル0.1mmφ、40kg/cm2、速度2m/min、表裏各1回)。得られたシート状不織布の重量は2.9mg/cm2、保水率は1624重量%、柔軟性は縦49mN、横61mNであった。
[Example 2]
11 parts by weight of polylactic acid (molecular weight 133,000, PURAC) added with 0.4% phosphatidylcholine dilauroyl was dissolved in 79 parts by weight of dichloromethane and 10 parts by weight of ethanol to obtain a uniform solution. Using this solution, spinning was performed by an electrospinning method to prepare a sheet-like fiber structure. The inner diameter of the ejection nozzle was 0.8 mm, the voltage was 23 kV, the distance from the ejection nozzle to the cathode flat plate was 35 cm, and the humidity was 25%. The resulting fiber structure had a thickness of 150 μm and a fiber diameter of 3.2 μm. Subsequently, the sheet-like nonwoven fabric in which the streaks having a loose structure of 500 μm and the dense structure of 1 mm were formed by hydroentanglement. The bulk density of the sparse structure was 70 kg / m 3 , and the bulk density of the dense structure was 110 kg / m 3 . The water entanglement was placed on a 50 mesh metal mesh, and entangled with a high pressure water flow using a water needle tester (nozzle 0.1 mmφ, 40 kg / cm 2 , speed 2 m / min, front and back 1 each) Times). The weight of the obtained sheet-like nonwoven fabric was 2.9 mg / cm 2 , the water retention rate was 1624% by weight, the flexibility was 49 mN in length and 61 mN in width.
[比較例1]
0.4%のホスファチジルコリンジラウロイルを添加したポリ乳酸(分子量13万3千、PURAC)11重量部を、79重量部のジクロロメタンと10重量部のエタノールに溶解し、均一な溶液を得た。この溶液を用いてエレクトロスピニング法で紡糸し、シート状の繊維構造体を調製した。噴出ノズルの内径は0.8mm、電圧は23kV、噴出ノズルから陰極平板までの距離は35cm、湿度25%であった。得られた繊維構造体の厚さは150μm、繊維径は4μm、嵩密度は144kg/m3であった。得られたシート状不織布の重量は2.9mg/cm2、保水率は589重量%、柔軟性は縦237mN、横288mNであった。
[Comparative Example 1]
11 parts by weight of polylactic acid (molecular weight 133,000, PURAC) added with 0.4% phosphatidylcholine dilauroyl was dissolved in 79 parts by weight of dichloromethane and 10 parts by weight of ethanol to obtain a uniform solution. Using this solution, spinning was performed by an electrospinning method to prepare a sheet-like fiber structure. The inner diameter of the ejection nozzle was 0.8 mm, the voltage was 23 kV, the distance from the ejection nozzle to the cathode flat plate was 35 cm, and the humidity was 25%. The obtained fiber structure had a thickness of 150 μm, a fiber diameter of 4 μm, and a bulk density of 144 kg / m 3 . The weight of the obtained sheet-like nonwoven fabric was 2.9 mg / cm 2 , the water retention rate was 589 wt%, the flexibility was 237 mN in length, and 288 mN in width.
[比較例2]
0.4%のホスファチジルコリンジラウロイルを添加したポリ乳酸(分子量13万3千、PURAC)11重量部を、79重量部のジクロロメタンと10重量部のエタノールに溶解し、均一な溶液を得た。この溶液を用いてエレクトロスピニング法で紡糸し、シート状の繊維構造体を調製した。噴出ノズルの内径は0.8mm、電圧は23kV、噴出ノズルから陰極平板までの距離は35cm、湿度25%であった。得られた繊維構造体の厚さは80μm、繊維径は5.2μm、嵩密度は146kg/m3であった。得られたシート状不織布の重量は1.2mg/cm2、保水率は733重量%、柔軟性は縦133mN、横92mNであった。
[Comparative Example 2]
11 parts by weight of polylactic acid (molecular weight 133,000, PURAC) added with 0.4% phosphatidylcholine dilauroyl was dissolved in 79 parts by weight of dichloromethane and 10 parts by weight of ethanol to obtain a uniform solution. Using this solution, spinning was performed by an electrospinning method to prepare a sheet-like fiber structure. The inner diameter of the ejection nozzle was 0.8 mm, the voltage was 23 kV, the distance from the ejection nozzle to the cathode flat plate was 35 cm, and the humidity was 25%. The resulting fiber structure had a thickness of 80 μm, a fiber diameter of 5.2 μm, and a bulk density of 146 kg / m 3 . The weight of the obtained sheet-like nonwoven fabric was 1.2 mg / cm 2 , the water retention rate was 733 wt%, the flexibility was 133 mN in length and 92 mN in width.
[比較例3]
0.4%のホスファチジルコリンジラウロイルを添加したポリ乳酸(分子量13万3千、PURAC)11重量部を、79重量部のジクロロメタンと10重量部のエタノールに溶解し、均一な溶液を得た。これを用いてエレクトロスピニング法で紡糸し、シート状の繊維構造体を調製した。噴出ノズルの内径は0.8mm、電圧は45kV、噴出ノズルから陰極平板までの距離は35cm、湿度25%であった。得られた繊維構造体の厚さは102μm、繊維径は4.6μm、嵩密度は65kg/m3であった。得られたシート状不織布の重量は0.6mg/cm2、保水率は784重量%、柔軟性は縦125mN、横119mNであった。
[Comparative Example 3]
11 parts by weight of polylactic acid (molecular weight 133,000, PURAC) added with 0.4% phosphatidylcholine dilauroyl was dissolved in 79 parts by weight of dichloromethane and 10 parts by weight of ethanol to obtain a uniform solution. Using this, spinning was performed by an electrospinning method to prepare a sheet-like fiber structure. The inner diameter of the ejection nozzle was 0.8 mm, the voltage was 45 kV, the distance from the ejection nozzle to the cathode flat plate was 35 cm, and the humidity was 25%. The obtained fiber structure had a thickness of 102 μm, a fiber diameter of 4.6 μm, and a bulk density of 65 kg / m 3 . The weight of the obtained sheet-like nonwoven fabric was 0.6 mg / cm 2 , the water retention rate was 784 wt%, the flexibility was 125 mN in length and 119 mN in width.
本発明のシート状不織布は柔軟性が高いので凹凸のある組織表面への追従性が高く、また保水性にも優れているので、医療用品、とりわけ臓器表面や創傷部位の保護材、被覆材として有用である。 Since the sheet-like nonwoven fabric of the present invention has high flexibility, it has high followability to uneven tissue surfaces, and is also excellent in water retention, so that it can be used as a medical article, especially as a protective material or covering material for organ surfaces and wound sites. Useful.
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