JPH01245848A - 膜透過性制御可能なカプセル体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はキトサンのような可溶性キチン誘導体を被膜形
成材として用いた被膜透過性制御可能なカプセル体の製
造方法に関する。

従来の技術及び解決すべき課題 バイオテクノロジーの分野において、カプセルを利用し
て微生物や酵素を固定したり、動物細胞をカプセルを用
いて培養する方法（マイクロカプセル法）等が特に注目
されている。

マイクロカプセル法により培養を行うと、細胞を培養中
の機械的剪断力から保護することができかつ、カプセル
膜の透過性を制御することにより細胞の産生ずる生理活
性物質をカプセル内に高濃度で蓄積させることができる
ので、その後の分離回収が有利であるとともに、細胞と
培養液との分離も容易に行い得る等の優れた利点がある
。

しかしながら、マイクロカプセル法においては、カプセ
ル膜の透過性を適切に制御することができないなど問題
となっていた。このため、例えば特開昭５５−４４３８
７号（半透過性マイクロカプセル−の製造法）の技術で
は、マイクロカプセルの透過性を、その膜形成の間、界
面重合反応におけるパラメータを調節することにより行
うとの提案がなされている。しかしながら、この技術に
ふいては方法が煩雑でありまた、種々の溶剤を使用しな
ければならないなど実用的なものではなかった。

発明の目的 従って、本発明は、簡易な方法でカプセル膜の透過性を
自由に、かつ正確に制御できるカプセル体の製造方法を
提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、
カプセル化に使用する溶液のイオン強度を予め調節して
からカプセルを調製すれば、調節したイオン強度に対応
した膜透過性をもったカプセル膜をつくることができる
ことを見出し、本発明をなすに至ったものである。

発明の構成 即ち、本発明は、 ポリアニオン多糖類またはその塩の単独もしくはそれら
の混合物を基材とする流動体と、可溶性キチン誘導体の
ｉ液とを接触してその流動体を芯部として内包するカプ
セル体を製造する方法において、可溶性キチン誘導体の
溶液中のイオン強度を調節した後、流動体と可溶性キチ
ン誘導体の溶液とを接触するカプセル体の製造方法に関
する。

以下、本発明について詳述する。

本発明においてカプセル体のゲル被膜を形成するのに用
いるポリアニオン多糖類またはその塩は水溶液中でポリ
アニオン重合体となる多糖類またはその塩であって、低
メトキシルペクチン、カラキチン、カルボキシメチルセ
ルロース、アルギン酸ナトリウム、コンドロイチン硫酸
等を例示し得る。これらの多糖類は単独または混合物と
して用い得る。分子量としては、カプセル形成性の点で
１０４〜１０６のものが好ましい。

一方、同じゲル被膜の形成に用いる可溶性キチン誘導体
は、本来不活性な物質であるキチンに化学的処理を施し
てその反応活性を高めたものであって、キチンを脱アセ
チル化処理して得られるキトサンが代表的なものとして
例示し得る。

因に、キチンはカニ、オキアミ、昆虫等の甲皮微生物の
細胞壁、きのこ類等に含まれるＮ−アセチル−Ｄ−グル
コサミンがβ（ｌ→４）結合した直鎮ホモ多糖体であっ
て、天然に豊富に生産されるものであるが、その不活性
の故にそのままで利用できない未利用天然資源といえる
。

しかし、キチンを脱アセチル化処理して得られるキトサ
ンのようなキチン誘導体は稀酸に可溶となり、反応活性
を有するようになる。すなわち、キトサンは下記一般式
（Ｉ）で表わされる構造単位を有し、 式中のアミノ基により正に帯電し、ポリカチオン重合体
として反応活性を示す。

キチン誘導体の分子量としては、カプセル形成性の点で
、ｌＯｓ−１０６のものが好ましい。

したがって、上述したような可溶性キチン誘導体として
のキトサンの溶液に、上記ポリアニオン多糖類またはそ
の塩もしくはそれらの混合物の水溶液を接触させると、
ポリアニオン多糖類とキトサンとの間に荷電による架橋
反応、すなわち架橋結合を起してゲル状物質を生成する
。

本発明において上記両溶液の接触を行なうには、上記ポ
リアニオン多糖類またはその塩を含む水溶液をデポジッ
ターなどによりキトサン溶液中に攪拌下に滴下させると
よく、その際上記架橋反応が起る。この架橋反応により
一旦ゲル被膜が形成されると、該被膜に内包されて芯部
を構成する溶液のゲル化は全くみられなくなるので所望
のカプセル体が得られるようになる。このような現象は
、ゲル被膜が形成されると、該被膜に内包された溶液（
すなわち芯部）中のポリアニオン重合体右よびキトサン
分子がもはや上記被膜を透過できなく゛なって、反応が
芯液中で進行しなくなることに因るものと考えられる。

本発明では、カプセル体の芯部を構、成する流動体とし
て用いる溶液の調製に当ってはイオン強度を調節したポ
リアニオン多糖類またはその塩もしくはそれらの混合物
を０．３〜１．０重量％含む水溶液とすることが適当で
ある。０．３重量％より少ないと、カプセル体を形成す
ることが困難とな・す、一方、１．０重量％より多くな
ると、液滴形成が困難となる。特にポリアニオン多糖類
としてカルボ手ジメチルセルロースを用いるのがゲル被
膜形成上好ましい。

また、上記水溶液を接触させるキトサン溶液は、酢酸あ
るいはグルタミン酸のような弱酸に０．５〜１．０重量
％の濃度に溶解したものが適当である。

０．５重量％より少なくなると、被膜はできにくくなり
、一方、１．０重量％より多くなると芯液がキトサン溶
液中に入りにくくなる。

本発明において、可溶性キチン誘導体溶液のイオン強度
を調節する方法としては、例えばその溶液を透析用チュ
ーブにつめ純水中で透析を行うものがある。この透析処
理により、大部分の遊離のイオンを除くことができる。

このようにして、遊離イオンを除去した可溶性キチン誘
導体溶液に塩化ナトリウムなどの各種塩を所定量添加す
ることにより、種々の程度のイオン強度をもった溶液を
容易に調製することができる。そして、イオン強度の低
い溶液で調製したカプセルは、密な膜構造をもち、カプ
セル膜の透過性は低い。一方、イオン強度を上げていく
と、カプセル膜は透過性が上がっていく。

本発明では、カプセル体のゲル被膜を有機溶剤などを使
用することなく、極めて温和な条件、すなわち、生物学
的に温和な条件下で短時間に形成し得るので、不安定な
生物学的物質や機能性物質およびカプセル体の使用目的
に応じその他の種々の添加物を、カプセル体の芯部を構
成する前記流動体に添加して分散させることができる。

従って、種々の有用物質を芯液に含有させたカプセル体
を提供することが可能となる。

又、本発明は、ゲル被膜の形成によるカプセル化を１工
程で行ない得るので、例えば特開昭５７−１９７０３１
号にみられるポリアニオンとポリカチオン間の塩架橋を
利用した公知のカプセル化法に比し製造上有利であると
いえる。

更に、本発明ではカプセル体のゲル被膜の形成条件をコ
ントロールすることにより、該被膜の膜透過性を変化さ
せることが可能であるので、カプセル体の被膜に分画機
能を付与することができる。

以上のとおり、本発明によると、入手の容易な原材料を
用いて簡易な製造手段で、しかも短時間で、広範囲な用
途に供し得るカプセル体を提供し得る利点がある。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ カプセル膜の透過性を評価するため、分子量既知のたん
ばく質をカプセル化し、経時的にカプセル内、およびカ
プセル外のたんばく質濃度を測定し、次式より計算を行
った。

ここで、Ｃ！＝カプセル内たんばく質濃度シ１：カプセ
ル全体積 ＣＯ：カプセル外たんばく質濃度 ｖＯ：カプセル外液体積 カプセルは分子量が２．６Ｘ１０’のＣＭＣ（カルボキ
シメチル・セルロース）と、分子量が２．８ｘｌＯ１′
のキトサンで調製した。両溶液を２日間純水中で透析し
た後、ＣＭＣにたんばく質として血清−アルブミン（分
子量約７万）を加え、カプセル化用芯液とした。最ｍｃ
ＭｃＪ１度は０．５％であった。キトサンにはイオン強
度を調節するため塩化す）　ＩＪウムを０．１〜０．７
Ｍ（モル濃度）添加し、種々のイオン強度のキトサン溶
液を調製した。

以上のように調製した溶液でカプセル化を行った結果を
第１図に示す。同図から明らかなように、イオン強度を
上げると、カプセル膜の透過性は上がり、たんばく質濃
度（Ｐ）の値が下がる。つまり、カプセル膜はたんばく
質を透過しやすくなることを意味している。

従って、カプセル膜の透過性はイオン強度を変えること
で制御できることを示している。

実施例２ 分子量１．６Ｘ１０６のキトサンを用い、実施例１と同
様な方法で実験を行った結果を第２図に示す。

実施例１と同様な結果を得た。

実施例３ 本発明を細胞培養に応用した例を示す。

芯液として免疫たんばく質（Ｉ　ｇＧ）　　を産生ずる
動物細胞（ハイブリドーマ）を０．５％ＣＭＣ溶液中に
分散した溶液を調製した。

キトサン溶液として■透析した溶液及び■透析後１％塩
化ナトリウムを添加した溶液をそれぞれ調製し、上記芯
液を用いてカプセル化を行った。

カプセルは無血清培地で１１日間培養し、培養過程でカ
プセル内及びカプセル外のＩｇＧ濃度を測定し、カプセ
ル内に保持されているＩｇＧ量を次式より求めた。

結果を第３図に示す。

図中、黒丸で示したのが、■の透析キトサン溶液を用い
た結果であり、白丸で示したのが■の１％塩化ナトリウ
ムを添加したキトサンの溶液を用いたときの結果である
。

透析したキトサンを用いて調製したカプセル■ではＩｇ
Ｇがほとんどカプセル外に漏出せず、カプセル内に蓄積
されているが、一方塩化ナトリウムを添加したキトサン
で調製したカプセル■では、ＩｇＧがカプセル内からカ
プセル外へ漏出している。

以上のように、キトサン溶液のイオン強度を調節するこ
とにより、カプセル内にＩｇＧを高濃度に蓄積したり、
あるいはカプセル外へ透過させることができる。つまり
カプセル膜の透過性を制御することができる。　゛

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、イオン強度の変化に対するカプセ
ル膜の透過性の変化との関係を示す図であり、そして、 第３図はハイブリドーマ培養における免疫たんばく質の
膜透過性の結果を示す図である。 第１図 ＮｏＣｌ、Ｍ 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリアニオン多糖類又はその塩もしくはそれらの混合物
   を含む流動体と、可溶性キチン誘導体の溶液とを接触し
   て前記流動体を芯部として内包して成るカプセル体を製
   造する方法において、可溶性キチン誘導体の溶液中のイ
   オン強度を調節した後、前記接触を行うことを特徴とす
   る膜透過性制御可能なカプセル体の製造法。