JP6832505B2 - 繊維集合体およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る製造方法は、水溶性の第1成分と、ヒドロゲルを形成し得る第2成分と、水と、を有する原料液を準備する準備工程と、原料液から、電界紡糸法により、第1成分を主成分として含む繊維とともに、複数の繊維に支持され、第2成分を含む粒状体を形成する電界紡糸工程と、を備える。
まず、第1成分と第2成分と水とを含む原料液20を調製する。
第1成分は水溶性であって、原料液20に溶解している。また、第1成分はヒドロゲルを形成しない成分である。このような第1成分としては、例えば、コラーゲン類が挙げられる。コラーゲン類としては、例えば、コラーゲン、コラーゲンペプチド、ゼラチン等が挙げられる。水溶性を備え、かつ、繊維が形成され易い点で、第1成分の重量平均分子量は500〜80,000であることが好ましく、1,000〜40,000であることがより好ましい。
電界紡糸に用いられる電界紡糸装置を、図面を参照しながら説明する。図1は、電界紡糸装置10の構成例を示す側面図である。電界紡糸装置10は、例えば、原料液20を放出するための放出体11と、放出された原料液20をプラスに帯電させる帯電手段と、ターゲット12を支持するコンベアベルト13と、を備えている。コンベアベルト13は、ターゲット12とともに、繊維集合体を収集するコレクタ部として機能する。
繊維集合体は、水溶性の第1成分を主成分として含む繊維と、ヒドロゲルを形成し得る第2成分を主成分として含む粒状体と、を備える。少なくも一部の粒状体は、複数の上記繊維で支持されている。
繊維は、粒状体を支持する働きを担う。さらに、水分の存在下では、それ自身も皮膚に作用することができる。繊維は、水溶性の第1成分を主成分(繊維の50質量%以上を占める成分)として含むためである。繊維集合体を皮膚に接触させたとき、水分によって第1成分は溶解し、皮膚に作用し得る。このような水分は、体内から蒸散される水分および/または外部から供給される水分である。外部からの水分は、他の液体とともに供給されてもよい。また、第1成分が溶解することにより、第2成分を含む粒状体を、皮膚に接触させることができる。さらに、繊維が水を含むことによって、繊維集合体を皮膚に接触させている間の皮膚の乾燥も抑制される。繊維には、第2成分が含まれる場合もある。また、繊維には、上記の第3成分が含まれ得る。
粒状体は、複数の繊維で支持された状態で繊維集合体に含まれる。粒状体には、ヒドロゲルを形成し得る第2成分が含まれる。繊維が第2成分を含むとき、粒状体に含まれる第2成分の質量比率R2Pは、繊維に含まれる第2成分の質量比率R2Fよりも大きい。質量比率R2P/質量比率R2Fは、例えば、2〜20である。質量比率R2Pは、例えば、20〜80質量%である。また、第2成分の効果が発揮され易い点で、第2成分は、粒状体の主成分(水分を除いた粒状体の50質量%以上を占める成分)であることが好ましい。なお、粒状体には、第1成分および/または第3成分が含まれ得る。
(1)原料液の調製
超純水に、ヒアルロン酸ナトリウム(ヒアルロン酸Na)を1.5質量%、コラーゲンペプチド(酵素分解コラーゲンペプチド、平均分子量2,000)を10質量%となるように混合して溶解させることにより、原料液(せん断速度1s−1における粘度:10.5Pa・s)を得た。
得られた原料液を、印加電圧45kVの条件で電界紡糸して、平均繊維径D1が60nmの繊維と、平均粒径D2が約1μmの粒状体と、を備える繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を図2に示す。図2は、繊維集合体を、一方の主面から倍率5,000倍で撮影した画像である。
得られた繊維集合体全体の赤外吸光スペクトルを、顕微赤外吸光測定装置(ThermoFisher Scientific社製、Nicolet6700)を用いてKBr法により取得した(図3)。また、繊維集合体から、マニュピレータ(マイクロサポート社製、AXIS-PRO)を用いて粒子径2μmの粒状体を3粒取り出し、KBr板上に配置した後、同様にして赤外吸光スペクトルを取得した(図4)。
超純水に、ヒアルロン酸Naを1質量%となるように混合して溶解させたこと以外、実施例1と同様にして原料液(せん断速度1s−1における粘度:1Pa・s)を調製し、繊維集合体を得た。
超純水に、アルギン酸ナトリウムを1質量%、コラーゲンペプチドを20質量%となるように混合して溶解させたこと以外、実施例1と同様にして原料液(せん断速度1s−1における粘度:6.4Pa・s)を調製し、繊維集合体を得た。
リン酸緩衝液(pH7.4、10mM)に、ヒアルロン酸Naを1.5質量%、コラーゲンペプチドを10質量%となるように混合して溶解させたこと以外、実施例1と同様にして原料液(せん断速度1s−1における粘度:13.1Pa・s)を調製し、繊維集合体を得た。リン酸緩衝液は、所定量のpH調整剤(リン酸二水素ナトリウム2水和物およびリン酸水素二ナトリウム)を、超純水に溶解することにより調製した。
11:放出体
12:ターゲット
13:コンベアベルト
14:電圧印加装置
15:対電極
16:第1支持体
17:第2支持体
18:パイプ
20:原料液
Claims (18)
- 水溶性の第1成分と、ヒドロゲルを形成し得る第2成分と、水と、を有する原料液を準備する準備工程と、
前記原料液から、電界紡糸法により、前記第1成分を主成分として含む繊維、および、複数の前記繊維に支持され、前記第2成分を含む粒状体を形成する電界紡糸工程と、を備え、
前記準備工程で準備される前記原料液における前記第2成分の濃度は0.01質量%以上、5質量%以下であり、
前記原料液において、前記第2成分は前記水に溶解しており、
前記繊維が前記第2成分を含むとき、
前記粒状体に含まれる前記第2成分の質量比率が、前記繊維に含まれる前記第2成分の質量比率よりも大きく、
前記水を除いた前記粒状体の50質量%以上が、前記第2成分である、繊維集合体の製造方法。 - 前記繊維の平均繊維径D1と前記粒状体の平均粒径D2とが、
D1<D2の関係を満たす、請求項1に記載の繊維集合体の製造方法。 - 前記繊維の平均繊維径D1が600nm以下である、請求項1または2に記載の繊維集合体の製造方法。
- 前記第2成分が、ヒアルロン酸塩、ヒアルロン酸誘導体、水溶性アルギン酸塩およびアルギン酸誘導体よりなる群から選択される少なくとも1つであり、
前記粒状体が、前記第2成分とともに前記水を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の繊維集合体の製造方法。 - 前記第1成分が、コラーゲン類である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の繊維集合体の製造方法。
- 前記第1成分が、コラーゲン類であり、
前記第2成分が、ヒアルロン酸塩、ヒアルロン酸誘導体、水溶性アルギン酸塩およびアルギン酸誘導体よりなる群から選択される少なくとも1つであり、
前記原料液が、前記第1成分および前記第2成分以外の第3成分をさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の繊維集合体の製造方法。 - 前記第3成分がpH調整剤である、請求項6に記載の繊維集合体の製造方法。
- 前記準備工程で準備される前記原料液における前記第1成分の濃度は、1質量%以上、40質量%以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の繊維集合体の製造方法。
- 前記準備工程で準備される前記原料液の粘度は、500mPa・s以上、30,000mPa・s以下である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の繊維集合体の製造方法。
- 前記繊維の前記平均繊維径D1が100nm以下である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の繊維集合体の製造方法。
- 水溶性の第1成分を主成分として含む繊維と、
ヒドロゲルを形成し得る第2成分を含む粒状体と、を備え、
少なくも一部の前記粒状体が、複数の前記繊維で支持されており、
前記粒状体が、前記第2成分とともに水を含み、
前記水を除いた前記粒状体の50質量%以上が、前記第2成分であり、
前記繊維が前記第2成分を含むとき、
前記粒状体に含まれる前記第2成分の質量比率が、前記繊維に含まれる前記第2成分の質量比率よりも大きい、繊維集合体。 - 前記繊維の平均繊維径D1と前記粒状体の平均粒径D2とが、
D1<D2の関係を満たす、請求項11に記載の繊維集合体。 - 前記繊維の平均繊維径D1が600nm以下である、請求項11または12に記載の維集合体。
- 前記繊維の前記平均繊維径D1が100nm以下である、請求項11〜13のいずれか一項に記載の繊維集合体。
- 前記第2成分が、ヒアルロン酸塩、ヒアルロン酸誘導体、水溶性アルギン酸塩およびアルギン酸誘導体よりなる群から選択される少なくとも1つである、請求項11〜14のいずれか一項に記載の繊維集合体。
- 前記第1成分が、コラーゲン類である、請求項11〜15のいずれか一項に記載の繊維集合体。
- 前記第1成分が、コラーゲン類であり、
前記第2成分が、ヒアルロン酸塩、ヒアルロン酸誘導体、水溶性アルギン酸塩およびアルギン酸誘導体よりなる群から選択される少なくとも1つであり、
前記繊維および前記粒状体の少なくとも一方が、前記第1成分および前記第2成分以外の第3成分をさらに含む、請求項11〜14のいずれか一項に記載の繊維集合体。 - 前記第3成分がpH調整剤である、請求項17に記載の繊維集合体。
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