JP6858330B2 - 抗ウイルス性素材 - Google Patents
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Description
さらに、光の波長(400nm〜700nm)より小さい繊維径を有する場合、透明性の高い材料を提供することができる。
それゆえ、衣料用材料としては抗菌素材、消臭素材、透湿防水素材等として利用が検討され、環境分野では、汚染水浄化フィルター、空気清浄フィルター、無菌室フィルター等への利用が検討されている。また、微生物固定化担体、酵素類固定化担体等、バイオ分野への応用や、ドラッグデリバリーシステム、生体適合性材料等、医学分野での応用も検討されている。
抗菌、抗ウイルス機能の付与された繊維素材としては、無機多孔質物質を含むマイクロファイバー不織布または織布に、ポリアミド、ポリ乳酸等の樹脂により構成されたナノファイバー不織布の積層された抗菌・防塵生地が提案され(特許文献3)、前記生地は、マスクの鼻口を覆う被覆体に用いられている(特許文献4)。
また、ポリビニルアルコール、ポリ乳酸、フィブロイン、キトサン、キチン、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン9T、ナイロン610、ポリアミド、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエステル、ツェイン、コラーゲン、メトキシメチル化ナイロンからなる群より選択される少なくとも一つのナノファイバーの表面に、カテキンポリフェノール等の機能性物質または食品もしくは食品添加物を均一に担持させた機能性素材を含有するマスク(特許文献5)、およびナノ・マイクロ粒子用バインダー(特許文献6)が開示されている。
さらに、無機材料の抗菌性または抗ウイルス性ナノファイバーの応用も提案されており、酸化チタン、三酸化タングステン、硫化カドミウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素等の半導体材料のナノチューブまたはナノファイバーで被覆された織物用繊維(特許文献7)、銅と銅の酸化物で構成されるナノファイバーからなる抗ウイルス材(特許文献8)が開示されている。
また、特許文献5、6には、ナノファイバーとし得るベースポリマーとして、生体親和性の高いキチン、キトサンが挙げられてはいるが、特にキチンについては、水および有機溶媒等の各種溶媒には溶解しないため、特許文献5、6に記載された静電紡糸法によってはナノファイバー化することが困難である。
しかし、非特許文献1に記載された銀ナノ粒子担持キトサンでは、十分な抗ウイルス活性を得るには、キトサン1mgあたり少なくとも100μgの銀ナノ粒子を担持させる必要があり、生体や環境への影響が懸念される。また、非特許文献2では、ウイルスに対する効果については全く検討されていない。
さらに、多糖類のナノファイバーは吸着性が高く、抗ウイルス薬や抗ウイルス活性を有する金属を、その表面に容易に担持させることができ、ウイルス不活化効果を増強させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
[1]多糖類のナノファイバーを含有する、抗ウイルス性素材。
[2]多糖類が、β−グルカン、キチンおよびキトサンからなる群より選択される1種または2種以上である、[1]に記載の抗ウイルス性素材。
[3]β−グルカンがセルロースである、[2]に記載の抗ウイルス性素材。
[4]さらに、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上をナノファイバー表面に担持する、[1]〜[3]のいずれかに記載の抗ウイルス性素材。
[5]抗ウイルス薬が抗インフルエンザ薬である、[4]に記載の抗ウイルス性素材。
[6]抗ウイルス性金属が、金ナノ粒子、銀ナノ粒子、パラジウムナノ粒子および白金ナノ粒子からなる群より選択される1種または2種以上である、[4]に記載の抗ウイルス性素材。
[7]多糖類を溶媒に分散し、ウォータージェットを用いて解繊処理してナノファイバーとする工程を含む、抗ウイルス性素材の製造方法。
[8]多糖類が、β−グルカン、キチンおよびキトサンからなる群より選択される1種または2種以上である、[7]に記載の製造方法。
[9]β−グルカンがセルロースである、[8]に記載の製造方法。
[10]さらに、多糖類のナノファイバーに、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上を担持させる工程を含む、[7]〜[9]のいずれかに記載の製造方法。
[11]抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上を担持させる工程が、少なくとも下記(i)〜(iii)のいずれか一つの工程を含む、[10]に記載の製造方法。
(i)多糖類のナノファイバーの分散液と、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液とを混合する工程、
(ii)多糖類のナノファイバーを、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液に浸漬する工程、
(iii)多糖類のナノファイバーに、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液を噴霧し、または塗布する工程。
[12]多糖類を溶媒に分散した分散液に、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上を添加して溶解または分散する工程、あるいは、多糖類を水に分散した分散液に、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液を添加、混合する工程、ならびに、前記工程で得られた分散液あるいは混合液を、ウォータージェットを用いて解繊処理して、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上が担持された多糖類のナノファイバーを得る工程を含む、抗ウイルス性素材の製造方法。
本発明の抗ウイルス性素材は、容易に繊維化でき、他の繊維や不織布と混合しやすいので、衣類をはじめ繊維製品に抗ウイルス性を付与することができる。
また、本発明の抗ウイルス性素材の水分散液を、マスク、予防着、エアコンや空気清浄機のフィルター等に噴霧することにより、それらに簡便に抗ウイルス性を付与することができる。
さらに、本発明の抗ウイルス性素材は、水に分散させると容易に膨潤して増粘し、ゲルを生成することができ、フィルム、シート等に成形することができるので、抗ウイルス性の機能性食品素材および化粧品素材として有用であり、生体親和性にも優れることから再生医療分野においても有用である。
本発明においては、上記したような多糖類は、1種を選択し、単独でナノファイバーとして用いてもよく、2種以上を併用し、ハイブリッドタイプのナノファイバーとして用いてもよい。
本発明の目的には、セルロース、クレスチン等のβ−1,4−結合からなる主鎖を有するものがより好ましく、セルロースが特に好ましい。
さらに、キチンとして、精製工程の最後に、酸による脱灰処理を行って精製されたものを用いることが、抗ウイルス性薬、抗ウイルス性金属の担持率が良好であるため、より好ましい。
抗ウイルス性薬、抗ウイルス性金属の担持率の観点からは、精製工程の最後に、酸による脱灰処理を行って精製されたキチンより得られたキトサンがより好ましく、さらに、解繊のしやすさ等の観点からは、精製工程の最後に、酸による脱灰処理を行って精製されたβ−キチンより得られたβ−キトサンが好ましい。
強アルカリとしては、16M〜20M程度の強塩基、好ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機強塩基の水溶液が好ましく用いられる。
ウォータージェットを用いた解繊処理とは、ウォータージェットを用いた超微細化装置を用いて解繊処理を行うことをいう。ウォータージェットとは、高圧水を細いノズルから吐出する技術であり、これを用いた超微細化処理装置では、最高圧392MPa程度の超高圧水を小径ノズルから噴射し、高速水噴流の運動エネルギーを利用して超微細化を行うことができる。ウォータージェットを用いた超微細化装置としては、「スターバースト」(株式会社スギノマシン製)が挙げられる。
多糖類の水分散液を、ウォータージェットを用いた解繊処理を行って得られる多糖類のナノファイバーは、水以外の有機溶媒や、溶解補助剤、膨潤化剤等が残存することがないため、安全性の面で好ましく、医療用材料への応用に特に好適である。
本発明においては、多糖類のナノファイバーは、上記したウォータージェットを用いた解繊処理等により調製して用いてもよいが、市販の製品を利用することもできる。
なお、上記多糖類のナノファイバーの水分散液の透過率は、医薬部外品原料規格2006「紫外可視吸光度測定法」に準拠して、分光光度計を用い、10mm石英セルにて対照としてイオン交換水を用いて測定される。
なお、廃棄されたイカの中骨は加工場で冷蔵もしくは冷凍した状態のものが好ましいが、場合によっては天日や熱風により乾燥させたものでもかまわない。
脱タンパク処理は、たとえば、β−キチン含有材料をアルカリ水溶液に浸漬し、通常は約50℃以上、好ましくは約80℃以上、より好ましくは92℃〜93℃(緩やかに沸騰した状態)で行う。β−キチン含有材料を浸漬したアルカリ水溶液は、撹拌を行ってもよい。アルカリによる脱タンパク処理は、通常は1時間〜24時間、好ましくは2時間〜6時間行う。
脱灰処理は、たとえば、β−キチン含有材料を塩酸等の水溶液に浸漬し、通常は約10℃〜約50℃、好ましくは約10℃〜約30℃、より好ましくは約10℃〜約20℃で行う。β−キチン含有材料を浸漬した塩酸等の水溶液は、撹拌を行ってもよいが、そのまま静置することが好ましい。酸による脱灰処理は、通常は1時間〜48時間、好ましくは1時間〜36時間、より好ましくは3時間〜25時間、さらに一層好ましくは5時間〜24時間行う。
たとえば、(c)の工程の前に行われるβ−キチン含有材料を精製する工程において、最後に(b)の酸により脱灰処理する工程が行われる限り、(a)のアルカリにより脱タンパク処理する工程および(b)の酸により脱灰処理する工程は、それぞれ2回以上行ってもよい。(c)の工程の前に酸により脱灰処理を行うことにより、得られるβ−キチンが物性的にもろくなり、後の粉砕加工が容易となる。なお、β−キチンの精製度および製造効率を考慮すると、β−キチン含有材料を精製する工程において、(a)の工程および(b)の工程を1回ずつ行う、または、(a)の工程を2回続けて行い、次いで(b)の工程を行う、あるいは、(b)の工程の後に(a)の工程を2回続けて行い、次いで(b)の工程を行って精製することが好ましい。
洗浄工程は、上記(a)および(b)の工程間、ならびに(b)の工程の後に行うことが好ましく、水を用いて行うことが好ましい。特に、(a)の工程の後に(b)の工程を行う前、または(b)の工程の後に(a)の工程を行う前、および(b)の工程を行った後に(c)の工程を行う前には、複数回、たとえば2回〜5回程度繰り返して行うことが好ましい。
水による洗浄は、水道水を用いて行ってもよく、蒸留水、脱イオン水等の精製水を用いて行ってもよい。また、β−キチン含有原料1kg(湿重量)あたり、1回につき、5L〜20L程度の水で洗浄することが好ましい。
上記解繊処理は、解繊処理に供する水分散液中のβ−キチン粉末添加量、すなわちβ−キチン粉末の仕込み量を0.5重量%〜10重量%とし、1回あたり、通常室温にて、1分〜4時間程度行い、好ましくは2回〜20回繰り返して行う。
なお、得られるβ−キチンナノファイバー分散液の透明性の観点からは、上記の解繊処理は5回〜20回繰り返して行うことがより好ましく、10回程度繰り返して行うことがさらに好ましい。
また、ゲル浸透クロマトグラフィー−高速液体クロマトグラフィー法により測定される重量平均分子量は、10kDa〜1,400kDaである。
なお、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属の担持効率の観点からは、アミノ基に由来する正電荷を有するキチンナノファイバーおよびキトサンナノファイバーが特に好ましい。
かかる物質または材料としては、コンブ、ワカメ、モズク等の褐藻類の粘質物に含まれる硫酸化多糖であり、インフルエンザウイルスに対する阻害活性が報告されているフコイダン、鉄結合性糖タンパク質であり、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、単純ヘルペスウイルス(HSV)等に対する阻害効果が報告されているラクトフェリン、インターフェロン誘起作用や網内系賦活作用による抗ウイルス作用が報告されているグリチルリチン、免疫系調節機能を有するサイトカインの1種であり、ウイルス増殖阻止作用を有するインターフェロン、ウイルス等に対する免疫反応の主要タンパク質である免疫グロブリン等が挙げられる。
また、インフルエンザ等、特に飛沫感染により感染するウイルス性疾患の予防に好適に用いることができることから、多糖類のナノファイバーに担持させる抗ウイルス薬としては、抗インフルエンザ薬が好ましい。なお、ここで「抗インフルエンザ薬」は、インフルエンザウイルスに対する阻害作用または抵抗性向上作用を有する物質または材料を含む概念である。
従って、本発明の抗ウイルス性素材における抗ウイルス薬の担持量は、担持させる抗ウイルス薬の種類にもよるが、通常ナノファイバー1mg(乾燥重量)あたり0.001μg〜1,000μg程度、好ましくはナノファイバー1mg(乾燥重量)あたり0.01μg〜100μg程度である。
本発明においては、シグマ−アルドリッチ社等より提供されている市販の製品を使用することができる。
従って、本発明の抗ウイルス性素材においては、抗菌性金属のナノファイバーからの離脱が低減され、ヒトおよび動物の健康や、環境に対する影響を低減させることができる。
多糖類のナノファイバーを分散させる溶媒としては、水が好ましく用いられる。また、抗ウイルス薬や抗ウイルス性金属を溶解または分散させる溶媒としては、水やエタノール、プロパノール等の有機溶媒が挙げられるが、医療用材料等への応用のしやすさ等の観点から、水を用いることが好ましい。
多糖類のナノファイバーの分散液と、抗ウイルス性薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液との混合、あるいは、シート状、フィルム状、繊維状等の状態とした多糖類のナノファイバーへの抗ウイルス性薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液の付着等は、抗ウイルス性薬や抗ウイルス性金属の担持量が上記した範囲内となるように行われる。
たとえば、多糖類のナノファイバーに対する抗ウイルス薬や抗ウイルス性金属の吸着率をあらかじめ評価した後、多糖類のナノファイバーに対する抗ウイルス薬や抗菌性金属の添加量を調整する等である。
また、多糖類の解繊処理の際に、抗ウイルス性薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上を加えて担持させる場合においても、最終的に得られる多糖類のナノファイバーに対する抗ウイルス性薬等の吸着率等を評価し、多糖類に対する抗ウイルス性薬等の添加量を調整する。
また、本発明の抗ウイルス性素材は、水に良好に分散して容易に膨潤して増粘し、ゲルを生成することができるため、該ゲルを成形して乾燥することにより、抗ウイルス性のシートまたはフィルムを提供することができる。
さらに、本発明の抗ウイルス性素材を水に分散し、エアーコンディショナーや空気清浄機のフィルターに噴霧して付着させたり、マスク、予防着等に噴霧して付着させることにより、抗ウイルス性を付与することができる。
さらにまた、本発明の抗ウイルス性素材は、ウイルス性疾患に対する医薬品、抗ウイルス効果、ウイルス感染予防効果等の期待される医薬部外品、化粧品、食品等として、あるいは、抗ウイルス効果、ウイルス感染予防効果等の付加された医療用材料としても利用され得る。
本発明の製造方法における「多糖類」および「ウォータージェットを用いた解繊処理」については、上記した通りである。
本発明の製造方法における「抗ウイルス薬」、「抗ウイルス性金属」およびこれらの担持量等については、上記した通りである。
(i)多糖類のナノファイバーの分散液と、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液とを混合する工程、
(ii)多糖類のナノファイバーを、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液に浸漬する工程、
(iii)多糖類のナノファイバーに、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液を噴霧し、または塗布する工程。
多糖類のナノファイバーを分散させる溶媒、抗ウイルス薬、抗ウイルス性金属を溶解または分散させる溶媒等については、上記した通りである。
三陸産スルメイカ(Todarodes pacificus)から分別した中骨を軽く水切りし(湿重量=2.0kg)、そのまま下記(a)の工程に供し、蒸留水20Lで1回洗浄した後、再度(a)の工程を行って処理した。次いで蒸留水20Lで4回洗浄し、下記(b)の工程を行って処理し、精製した。次いで、蒸留水20Lで4回洗浄後、下記(c)および(d)の工程を行って処理し、β−キチン粉末を得た。
(a)アルカリにより脱タンパク処理する工程:1M水酸化ナトリウム水溶液10Lを加え、92℃〜93℃(緩やかな沸騰状態)で、ときどき撹拌しながら2時間加熱した。
(b)酸により脱灰処理する工程:0.1M塩酸水溶液10Lを加え、15℃で16時間静置した。
(c)乾燥工程:温熱乾燥機にて、65℃で16時間乾燥した。
(d)乾式粉砕工程:乾式気流粉砕機(「サイクロンミル」、日鉄住金ファインテック株式会社製)にて室温で1〜2時間乾式粉砕し、次いで、ハンマーミル(「微粉砕機サンプルミル TASM−1」東京アトマイザー製造株式会社製)による乾式粉砕処理を室温で数分間行った。
次いで、得られたβ−キチンを1重量%となるように水に分散し、「スターバースト」(株式会社スギノマシン製)にて、室温で10回湿式解繊処理し、β−キチンナノファイバーの水分散液を得、実施例1の抗ウイルス性素材とした。
上記(b)の工程を行って洗浄した後に、(a)の工程を2回行った他は、実施例1と同様に処理してβ−キチンナノファイバーの水分散液を得、実施例2の抗ウイルス性素材とした。
実施例1の抗ウイルス性素材の製造工程において、β−キチンを精製し、洗浄した後、濃アルカリ(18M水酸化ナトリウム水溶液)で処理して脱アセチル化した後、同様に乾燥し、乾式気流粉砕機(「サイクロンミル」、日鉄住金ファインテック株式会社製)にて室温で1〜2時間、次いで、ハンマーミル(「微粉砕機サンプルミル TASM−1」東京アトマイザー製造株式会社製)にて室温で数分間、さらに小型製粉機(「ミクロ・パウダーMPW−G008」、有限会社ウェスト製)にて室温で数分間乾式粉砕処理してβ−キトサン粉末を得た。前記β−キトサン粉末を1重量%となるように水に分散し、同様に解繊処理してβ−キトサンナノファイバーの水分散液を得、実施例3の抗ウイルス性素材とした。
セルロース微粉末(「KCフロックW−300G」、日本製紙株式会社製)を1重量%となるように水に分散し、実施例1の場合と同様に解繊処理してセルロースナノファイバーの水分散液を得、実施例4の抗ウイルス性素材とした。
実施例1の抗ウイルス性素材の製造過程で得られるβ−キチン粉末の1重量%、0.9重量%および0.5重量%の各濃度の水分散液を調製し、前記水分散液のそれぞれに対して、フコイダンの0.01重量%、0.1重量%および0.5重量%の各濃度の水溶液をそれぞれ添加して混合し、実施例1の場合と同様に解繊処理して、フコイダンが担持されたβ−キチンナノファイバー(β−キチン:フコイダン=1:0.01、1:0.1および1:1(重量比))を得、それぞれ実施例5〜7の抗ウイルス性素材とした。
実施例2のβ−キチンナノファイバーに、銀ナノ粒子(「イオンフレア」八千代工業株式会社製、平均粒子径=5nm)を、体積比が1:0.01、1:0.1、1:1となるように加え(β−キチンナノファイバー1mg(乾燥重量)に対し、0.18μg、1.8μg、18μgに相当)、それぞれ超音波ホモジナイザー(株式会社エスエムテー製、UH−150、OUTPUT2、10分)で分散させた後、一日冷蔵下にて放置した。その後8,000rpm、10分間遠心分離し、5mLの蒸留水で4回洗浄(ボルテックス)を行った。その後反応前のナノファイバーの質量からナノファイバー濃度を1重量%に復元し、超音波ホモジナイザーで分散させて、実施例8〜10の抗ウイルス性素材とした。
なお、銀ナノ粒子を担持したβ−キチンナノファイバーの回収時および洗浄時における各上清の395nmにおける吸光度を測定し、上清中に回収される銀ナノ粒子の濃度を求めて、β−キチンナノファイバーに対する銀ナノ粒子の吸着率を算出したところ、80%であった。
従って、実施例8〜10の各抗ウイルス性素材における銀ナノ粒子の担持量は、β−キチンナノファイバー1mg(乾燥重量)あたり、それぞれ0.144μg、1.44μg、および14.4μgである。
実施例3のβ−キトサンナノファイバーに、銀ナノ粒子(「イオンフレア」八千代工業株式会社製、平均粒子径=5nm)を、体積比が1:0.01、1:0.1、1:1となるように加え(β−キトサンナノファイバー1mg(乾燥重量)に対し、0.18μg、1.8μg、18μgに相当)、それぞれ超音波ホモジナイザー(株式会社エスエムテー製、UH−150、OUTPUT2、10分)で分散させた後、一日冷蔵下にて放置した。その後8,000rpm、10分遠心分離し、5mLの蒸留水で4回洗浄(ボルテックス)を行った。その後反応前のナノファイバーの質量からナノファイバー濃度を1重量%に復元し、超音波ホモジナイザーで分散させて、実施例11〜13の抗ウイルス性素材とした。
なお、銀ナノ粒子を担持したβ−キトサンナノファイバーの回収時および洗浄時における各上清の395nmにおける吸光度を測定し、上清中に回収される銀ナノ粒子の濃度を求めて、β−キトサンナノファイバーに対する銀ナノ粒子の吸着率を算出したところ、90%であった。
従って、実施例11〜13の各抗ウイルス性素材における銀ナノ粒子の担持量は、β−キトサンナノファイバー1mg(乾燥重量)あたり、それぞれ0.162μg、1.62μg、および16.5μgである。
実施例4のセルロースナノファイバーに、銀ナノ粒子(「イオンフレア」八千代工業株式会社製、平均粒子径=5nm)を、体積比が1:0.01、1:0.1、1:1となるように加え(セルロースナノファイバー1mg(乾燥重量)に対し、0.18μg、1.8μg、18μgに相当)、超音波ホモジナイザー(株式会社エスエムテー製、UH−150、OUTPUT2、10分)で分散させた後、一日冷蔵下にて放置した。その後8,000rpm、10分遠心分離し、5mLの蒸留水で4回洗浄(ボルテックス)を行った。その後反応前のナノファイバーの質量からナノファイバー濃度を1重量%に復元し、超音波ホモジナイザーで分散させて、実施例14〜16の抗ウイルス性素材とした。
なお、銀ナノ粒子を担持したセルロースナノファイバーの回収時および洗浄時における各上清の395nmにおける吸光度を測定し、上清中に回収される銀ナノ粒子の濃度を求めて、セルロースナノファイバーに対する銀ナノ粒子の吸着率を算出したところ、50%であった。
従って、実施例14〜16の各抗ウイルス性素材における銀ナノ粒子の担持量は、セルロースナノファイバー1mg(乾燥重量)あたり、それぞれ0.09μg、0.9μg、および9μgである。
<平均繊維径の測定>
透過型電子顕微鏡(「JEM−2100」、日本電子株式会社製)にて、倍率=10,000倍で観察し、観察画像より平均繊維径を測定した。
観察用試料は、実施例1〜7の各抗ウイルス性素材を、水で0.1重量%に希釈懸濁後、適量をカーボン蒸着マイクログリッド上に点着し、1分後に余分な懸濁液を除去して調製した。
実施例1〜7の抗ウイルス性素材(水分散液)について、医薬部外品原料規格2006の「粘度測定法 第2法 回転粘度計法」に準拠し、B型回転粘度計「BROOKFIELD DIGITAL VISCOMETER MODEL DV−II」(ブルックフィールド社製)を用いて、25℃、1,000mPa・s以下ではs62番スピンドル、1,000mPa・s以上ではs64番スピンドル、回転数=50rpmの条件で測定し、測定開始直後から観察される粘度低下がある程度落ち着く、測定開始から500秒後を基準として、水分散液の粘度を決定した。
実施例1〜7の各抗ウイルス性素材を水で0.05重量%となるように希釈、懸濁化し、医薬部外品原料規格2006「紫外可視吸光度測定法」に準拠し、分光光度計(「紫外可視分光光度計V−630 BIO型」、日本分光株式会社製)にて、10mm石英セルを用いてイオン交換水を対照として測定した。
0.01重量%、0.1重量%および1重量%の各濃度のフコイダン水溶液を調製し、比較例1〜3とした。
実施例1〜16の抗ウイルス性素材および比較例1〜3のフコイダン水溶液について、インフルエンザイウイルスに対する不活化効果を下記の方法で評価した。
(1)A型インフルエンザウイルス(A/WSN/33(H1N1)、TCID50/mL=10,000)液250μLを、実施例1〜16の抗ウイルス性素材の各0.8重量%水分散液250μL、および比較例1〜3の各水溶液250μLとそれぞれ混合し、ボルテックスミキサーにて5秒間撹拌して、25℃で1時間インキュベーションした。次いで孔径0.2μmのろ過滅菌フィルター(「ステラディスク 25」(製品番号:S−2502)、倉敷紡績株式会社製)でろ過し、感染維持培地(ビタミン含有無血清イーグル最小必須培地(E−MEM))で3倍希釈し、次いで2倍ずつ段階的に希釈したウイルス液を調製した。
(2)Madin-Darby canine kidney cell(MDCK細胞)を10(w/v)%の血清含有E−MEM(和光純薬工業株式会社製)で3.0×105cells/mLに調製し、96ウェルプレートに100μL/ウェル播種し、37℃、5%二酸化炭素存在下にて24時間培養した。次いで無血清E−MEMで1回洗浄し、前記ウイルス液を、50μL/ウェル添加し、37℃、5%二酸化炭素存在下にて24時間培養した後、感染維持培地を50μL/ウェル添加した。プレートシェーカーにて室温で30秒間撹拌後、37℃、5%二酸化炭素存在下にて72時間培養した。
(3)培養後、各ウェルより培養液を除去し、70容量%エタノール水溶液を200μL/ウェル添加し、室温下で5分間静置した。クリスタルバイオレット溶液を200μL/ウェル添加し、室温下で5分間静置した。クリスタルバイオレット溶液を除去後、水道水で軽く洗浄し、マイクロプレートリーダーにて560nmにおける吸光度を測定した。
(4)測定値をもとに、各ウェルについてMDCK細胞の変性を観察して、Reed & Munch法に従ってウイルスの感染力価を算出した。
(5)対照として、実施例および比較例の各試料の代わりに滅菌水を用いて同様に操作し、算出された感染力価から、対照におけるウイルス感染力価を100とした力価相対値を求め、表2、3および図1、2に示した。
また、銀ナノ粒子を担持したβ−キチンナノファイバー(実施例8〜10)、銀ナノ粒子を担持したβ−キトサンナノファイバー(実施例11〜13)、および銀ナノ粒子を担持したセルロースナノファイバー(実施例14〜16)も、優れたウイルス不活化効果を示し、乾燥重量にして1mgのナノファイバーに対し、0.09μg〜1.6μg程度の少量の銀ナノ粒子の担持により、十分なウイルス不活化効果を奏することが認められた。
一方、0.01重量%および0.1重量%のフコイダン水溶液(比較例1、2)については、ウイルス感染力価の低減は見られず、0.5重量%フコイダン水溶液(比較例3)について、力価相対値の平均値は対照の50%弱であった。これに対し、フコイダンを担持したβ−キチンナノファイバー(β−キチンナノファイバーに対するフコイダンの乾燥重量比を0.01または0.1として調製した抗ウイルス性素材)(実施例5、6)は、優れたウイルス不活化効果を示したが、β−キチンナノファイバーに対するフコイダンの乾燥重量比を1として調製した抗ウイルス性素材(実施例7)では、ウイルス感染力価は対照の30%程度まで低減するにとどまり、β−キチンナノファイバーのウイルス不活化効果が阻害される傾向が見られた。
本発明の抗ウイルス性素材は、容易に繊維化でき、他の繊維や不織布と混合しやすいので、衣類をはじめ繊維製品に抗ウイルス性を付与することができる。
また、本発明の抗ウイルス性素材の水分散液は、マスク、予防着、エアコンや空気清浄機のフィルター等に噴霧することにより、それらに簡便に抗ウイルス性を付与することができる。
さらに、本発明の抗ウイルス性素材は、水に分散させると容易に膨潤して透明性の高いゲルを生成することができ、フィルム、シート等に成形することができるため、抗ウイルス性の機能性食品素材および化粧品素材として有用であり、生体親和性にも優れることから再生医療分野において有用である。
Claims (8)
- さらに、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上がナノファイバー表面に吸着または付着された、請求項1に記載の抗ウイルス性素材。
- 抗ウイルス薬が抗インフルエンザ薬である、請求項2に記載の抗ウイルス性素材。
- 抗ウイルス性金属が、金ナノ粒子、銀ナノ粒子、パラジウムナノ粒子および白金ナノ粒子からなる群より選択される1種または2種以上である、請求項2に記載の抗ウイルス性素材。
- さらに、セルロース、キチンおよびキトサンからなる群より選択される1種または2種以上のナノファイバーに、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上を吸着させまたは付着させる工程を含む、請求項5に記載の製造方法。
- 抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上を吸着させまたは付着させる工程が、少なくとも下記(i)〜(iii)のいずれか一つの工程を含む、請求項6に記載の製造方法。
(i)セルロース、キチンおよびキトサンからなる群より選択される1種または2種以上のナノファイバーの分散液と、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液とを混合する工程、
(ii)セルロース、キチンおよびキトサンからなる群より選択される1種または2種以上のナノファイバーを、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液に浸漬する工程、
(iii)セルロース、キチンおよびキトサンからなる群より選択される1種または2種以上のナノファイバーに、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液を噴霧し、または塗布する工程。 - 抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上が吸着または付着され、Madin-Darby canine kidney cell(MDCK細胞)を用いてReed & Munch法に従ってウイルスの感染力価(TCID50/mL)を算出したとき、下記式により算出される力価相対値が10%以下である、抗ウイルス性素材の製造方法であって、セルロース、キチンおよびキトサンからなる群より選択される1種または2種以上を溶媒に分散した分散液に、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上を添加して溶解または分散する工程、あるいは、セルロース、キチンおよびキトサンからなる群より選択される1種または2種以上を水に分散した分散液に、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上の溶液または分散液を添加、混合する工程、ならびに、前記工程で得られた分散液あるいは混合液を、ウォータージェットを用いて解繊処理して、抗ウイルス薬および抗ウイルス性金属からなる群より選択される1種または2種以上が吸着または付着されたセルロース、キチンおよびキトサンからなる群より選択される1種または2種以上のナノファイバーを得る工程を含む、抗ウイルス性素材の製造方法。
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