JP6944198B2 - 紡糸ノズル - Google Patents
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Description
(1)中空針を用意すること。
(2)刃先が斜面を形成する切削工具を用いて、前記中空針の管壁の先端部を、当該先端部が前記管壁の中心軸に対して略回転対称な形状のテーパー面を形成するように切削加工すること。
(2−1)前記刃先が、前記管壁の径方向に沿って前記管壁の内周面の位置、又は前記内周面よりも内側の位置に達するように、前記刃先を前記管壁の先端部に対し相対的に移動させて位置決めすること。
(2−2)前記位置決めを行いながら、前記中空針及び前記刃先の少なくとも一方を前記管壁の中心軸周りで回転させることにより、前記刃先で前記管壁の先端部を切削すること。
(1)紡糸口を画定する管壁を有する中空針と、コレクタと、前記中空針と前記コレクタの間に電圧を印加するための電源とを備えた電界紡糸装置であって、前記中空針の先端における前記管壁の厚みが35μm以下である、電界紡糸装置を用意すること。
(2)前記電界紡糸装置を用いて、前記紡糸口から前記コレクタに向けてファインファイバーの原料となる溶液を噴射し、前記コレクタ表面上に前記ファインファイバーシートを形成すること。
まず、図2及び図3を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る紡糸ノズル10が取り付けられた電界紡糸装置1の全体構成について説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る電界紡糸装置1の概略正面図であり、図3は、その機能ブロック図である。
次に、図4を参照しつつ、紡糸ノズル10の形状について詳細に説明する。図4は、紡糸ノズル単体の側面図である。
紡糸ノズル10は、電界紡糸装置1の本体に対し着脱自在なディスポーザブルノズルである。ベース部11は、中空針12を電界紡糸装置1の本体に連結するためのコネクタの役割を果たす。紡糸ノズル10が電界紡糸装置1の本体にセットされたとき、言い換えると、電界紡糸装置1の本体側に配置されるコネクタに、これに対応する構造のコネクタであるベース部11が連結されたとき、中空針12の内部空間はチューブ7と連通する。従って、このとき、シリンジ3から送り出された溶液L1は、中空針12の内部空間に達し、ここを通過して先端の紡糸口10aに達する。また、このとき、溶液L1の表面張力により、紡糸口10aの下方にはテイラーコーンが形成される。
次に、上述した電界紡糸装置1を用いたファインファイバーシートの製造方法について説明する。ここでは、配向性ファインファイバーシートが製造される場合が例示される。
次に、図6及び図7を参照しつつ、上述した紡糸ノズル10の製造方法について説明する。まず、紡糸ノズル210を用意する。紡糸ノズル210は、管壁221の厚みが中心軸方向に沿って一定の中空針212、すなわち、図1A〜図1Cに示すような中空針を有する。本実施形態では、このとき用意される紡糸ノズル210は、中空針の管壁の厚みが中心軸方向に沿って一定である点を除いて、最終的に製造される紡糸ノズル10と同様の構造を有する。従って、紡糸ノズル210は、中空針212に加え、ベース部11を有する。
以上の通り製造されるファインファイバーシートは、様々な用途に使用することができる。例えば、当該ファインファイバーシートを各種細胞のスキャホールドとして使用することができる。具体的には、当該ファインファイバーシートに心筋細胞を担持させた心筋細胞シートは、優れた成熟性と安定した機能性を備えることができ、移植や薬物スクリーニング等において好適に利用することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。
上記実施形態では、切削工具52により紡糸ノズル210の先端部を切削するために、紡糸ノズル210を回転させた。しかしながら、紡糸ノズル210を回転させることに代えて又は加えて、切削工具52を紡糸ノズル210の中心軸周りに回転させてもよい。なお、紡糸ノズルは、上述した切削加工に限らず、塑性加工、研削加工等、任意の加工の方法で製造することができる。
<比較例1>
株式会社ビーエスエーサクライ製の紡糸ノズル(ジェットニードル ストレートタイプ Black 22G)を用意し、比較例1とした。比較例1の中空針の公称サイズは、内径が0.48mmであり、外径が0.7mmであった。なお、この公称サイズから計算される、中空針の先端における管壁の厚みw1は、110μmである。また、比較例1の紡糸ノズルは、1本用意された。
比較例1の紡糸ノズルをさらに1本用意し、各々の管壁の先端部をテーパー状に切削加工し、比較例2とした。比較例2の紡糸ノズルは、中空針の先端における管壁の厚みw1が約40μm(38.35μm)とされた。なお、ここでいうw1は、上述した測定方法により測定された。
比較例1の紡糸ノズルをさらに1本用意し、各々の管壁の先端部をテーパー状に切削加工し、実施例1とした。実施例1の紡糸ノズルは、中空針の先端における管壁の厚みw1が約30μm(29.45μm)とされた。なお、ここでいうw1は、上述した測定方法により測定された。
比較例1の紡糸ノズルをさらに1本個用意し、各々の管壁の先端部をテーパー状に切削加工し、実施例2とした。実施例2の紡糸ノズルは、中空針の先端における管壁の厚みw1が約10μm(10.95μm)とされた。なお、ここでいうw1は、上述した測定方法により測定された。
比較例1,2及び実施例1,2の紡糸ノズルを株式会社メック製のナノファイバー電界紡糸装置(型番NANON−03)に順番に取り付けて、各々の紡糸ノズルを用いて配向性ファインファイバーシートを製造した。製造条件(温度及び湿度)は、ナノファイバー電界紡糸装置(型番NANON−03)の製造業者の推奨値の中から適当な値を選択した。また、紡糸ノズルとコレクタ間の電圧は20kVとし、シリンジから紡糸ノズルへの溶液の流量は1.0mL/hとした。さらに、ファインファイバーの原料として、PLGA(乳酸・グリコール酸共重合体)を含む溶液が用いられた。
(1)テイラーコーンが、紡糸ノズルの中心軸に対して略回転対称な形状を有していた。
(2)紡糸ジェットが1本のみ形成された。
(3)紡糸ジェットがコレクタに向かって直線状に真っ直ぐ延びていた。
10 紡糸ノズル
10a 紡糸口
12 中空針
121 管壁
122 テーパー面
123 先端面
20 コレクタ
30 電源
52 切削工具
52a 刃先
w1 中空針の先端における管壁の厚み
Claims (11)
- ファインファイバーシートの製造時に電界紡糸装置で用いられる紡糸ノズルであって、
ファインファイバーの原料となる溶液が噴射される紡糸口を画定する管壁を有する中空針を備え、
前記中空針の先端における前記管壁の厚みは、30μm以下であり、
前記管壁の内径に対する前記管壁の厚みは、6.13%以下である、
紡糸ノズル。 - 前記中空針の先端における前記管壁の厚みは、15μm以下である、
請求項1に記載の紡糸ノズル。 - 前記中空針の先端における前記管壁の厚みは、10μm以下である、
請求項1に記載の紡糸ノズル。 - 前記管壁の内径に対する前記管壁の厚みは、5%以下である、
請求項2または3に記載の紡糸ノズル。 - 前記管壁の外表面は、金属面である、
請求項1から4のいずれかに記載の紡糸ノズル。 - 前記管壁の中心軸方向に直交する前記管壁の先端面は、非研磨面である、
請求項1から5のいずれかに記載の紡糸ノズル。 - 前記管壁の先端部は、前記管壁の中心軸に対して略回転対称な形状のテーパー面を有する、
請求項1から6のいずれかに記載の紡糸ノズル。 - 前記電界紡糸装置の本体に対し着脱自在なディスポーザブルノズルである、請求項1から7のいずれかに記載の紡糸ノズル。
- ファインファイバーシートの製造時に電界紡糸装置で用いられる紡糸ノズルの製造方法であって、
中空針を用意することと、
刃先が斜面を形成する切削工具を用いて、前記中空針の管壁の先端部を、当該先端部が前記管壁の中心軸に対して略回転対称な形状のテーパー面を形成するように切削加工することと、
を含み、
前記切削加工することは、
前記刃先が、前記管壁の径方向に沿って前記管壁の内周面の位置、又は前記内周面よりも内側の位置に達するように、前記刃先を前記管壁の先端部に対し相対的に移動させて位置決めすることと、
前記位置決めを行いながら、前記中空針及び前記刃先の少なくとも一方を前記管壁の中心軸周りで回転させることにより、前記刃先で前記管壁の先端部を切削することと
を含み、
前記切削により、前記中空針の先端における前記管壁の厚みを30μm以下、前記管壁の内径に対する前記管壁の厚みを6.13%以下とする、
製造方法。 - ファインファイバーシートの製造方法であって、
紡糸を画定する管壁を有する中空針と、コレクタと、前記中空針と前記コレクタの間に電圧を印加するための電源とを備えた電界紡糸装置であって、前記中空針の先端における前記管壁の厚みが30μm以下であり、且つ前記管壁の内径に対する前記管壁の厚みは、6.13%以下である、電界紡糸装置を用意することと、
前記電界紡糸装置を用いて、前記紡糸口から前記コレクタに向けてファインファイバーの原料となる溶液を噴射し、前記コレクタ表面上に前記ファインファイバーシートを形成することと
を含む、
製造方法。 - 前記ファインファイバーシートは、配向性ファインファイバーシートである、
請求項10に記載の製造方法。
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