JPH0568443A

JPH0568443A - キトサン構造体およびそれを用いた実験動物飼育用床敷

Info

Publication number: JPH0568443A
Application number: JP3230322A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Matsuyama; 博昭松山; Masayuki Sugiura; 正幸杉浦; Atsumi Tobiya; 篤実飛谷; Yoshihito Akai; 義仁赤井
Original assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Current assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1991-09-10
Publication date: 1993-03-23
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JP2989049B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】キトサンとパルプを主原料とした多孔質複合
体からなるキトサン小片を用い実験動物飼育用床敷とす
る。【効果】この床敷は抗菌性、居住性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラット、マウスをはじ
めとする実験動物の飼育用床敷として用いることのでき
るキトサン構造体およびそれを用いた実験動物飼育用床
敷に関する。

【０００２】

【従来の技術】床敷は飼育される実験動物に直接接して
居住環境を形成するものであるから、満たすべき条件は
多く、尿等の吸収が良いこと、動物が経口摂取しても無
害であること、使用中に変質しないこと、感染源となら
ないこと、等が挙げられる。

【０００３】現在、実験動物飼育用に一般的に使用され
ているブレナー屑は、木材加工時に生じるカンナ屑を利
用したものであるが、決して衛生的に配慮された環境で
製造されたものではないため、床敷として使用するに当
たっては、十分な洗浄・滅菌処理を必要としている。ま
た、動物飼育に適さない木粉粒子を多量に含むため、こ
れを選別しなければならない。実験動物、特にラット、
マウス等をケージ飼育する場合、床敷が吸収すべき水分
は尿のみならず、不意に給水器から漏出する大量の飲用
水も含まれる。ブレナー屑などの木材材料は、それ自体
が保水性に富んだ材質とは言い難く、また紙などの材質
は、吸水性は極めて良いが、大量に吸水した場合にはク
ッション性能が失われ、居住性が損なわれ易くなるとい
う欠点があった。動物の尿等の排泄物を吸収した床敷
は、時間経過と共に腐敗していく。これは飼育環境を衛
生的に保つための最大の要因であり、実験動物の飼育に
要する労力を大きく左右する。

【０００４】一方、キトサンは、カニ、エビ等の甲殻
類、カブトムシ等の昆虫に含まれるキチンを脱アセチル
化して誘導される高分子物質である。キチンは生物界で
はセルロースに次いで多量に生産されており、これから
誘導されるキトサンはキチン同様、種々の分野への応用
が期待されている物質である。又、キトサンには抗菌性
が認められ動物に対する安全性も高いことから、これを
利用して実験動物用床敷とする試みがある（特開平３−
３０６１９号公報）。これは、木粉に結合剤として４％
程度のキトサンを添加し圧力を加えて成形したものであ
る。しかしながら、この成形体はほとんどが木粉より構
成され、又、圧縮成形されたものであるため、クッショ
ン性に乏しく居住性が劣り、吸水容量等が不充分であ
り、又、キトサン含量が僅か４％程度であるためキトサ
ンによる抗菌性はほとんど期待できないものであった。

【０００５】又、キトサンを多孔質体に加工して利用し
ようとする試みもある。例えば、キトサン溶液に発泡剤
を混合して多孔質体を形成させる方法（特開昭６２−１
６７３３１号、特開昭６３−９０５０７号）等である。
しかしながら、このようにして得られた多孔質体は、医
療用材料や培養基材、分離用材料等への幅広い応用が期
待されるものの、力学的、構造的性質を制御することが
非常に困難で、居住性、保水性、耐久性等が重要な要因
となる実験動物飼育用床敷には適しているとはいえな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の実状に鑑み、キトサンの有する機能を充分に生かし
つつ、抗菌性、居住性、保水性に優れた実験動物飼育用
の床敷用キトサン構造体を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的は、次に示す
手段により達成される。すなわち、本発明は、キトサン
及び植物繊維を主原料とする嵩比重０．０１〜０．１ｇ
／ｃｃの実験動物飼育用の床敷用キトサン構造体であ
り、又、該床敷用キトサン構造体を５０％以上用いた実
験動物飼育用床敷である。本発明のキトサン構造体によ
れば、経口毒性がなく、感染源となることも、使用中に
変質することもなく、保水性や居住性に優れた実験動物
飼育用床敷を低コストで提供することが可能となる。

【０００８】以下、本発明を詳述する。本発明におい
て、植物繊維は、床敷に必要なクッション性を維持しつ
つ充分な強度を付与するばかりでなく、大量の水分に対
しても居住性を損なうことなく吸水し、適当な居住性を
保持することを可能とする。本発明において、植物繊維
とは木材、穀物等を由来とする木材繊維または穀物繊維
等の植物繊維（以下、単に繊維という。）である。木材
繊維としてはモミ、トドマツ等の針葉樹由来の繊維また
は広葉樹由来の繊維等であり、例えばパルプ繊維として
入手できるものである。また穀物繊維としては小麦等の
フスマや大豆等の外皮由来の繊維等であり、例えば、大
豆圧搾残渣（おから）等を利用できる。これら繊維の主
成分はセルロースであるが、リグニンやヘミセルロース
を含有していてもよく、性質として水不溶性の高分子で
あり、かつ、表面に親水性の活性基をもち、キトサンと
の定着性を有する特徴を有するものであればよい。ま
た、形状としては繊維状を呈することが必要で、さらに
短繊維より長繊維のものが好ましい。長繊維はキトサン
組織中でより強固な骨格を形成し易いからである。好ま
しい繊維としては、製紙用パルプ、瀘紙粉末等を挙げる
ことができる。繊維平均長としては２．０〜５．０ｍ
ｍ、平均幅２０〜５０μｍ程度が好ましい。繊維長が短
ければ充分な補強効果が得られず、また長すぎてもそれ
以上の効果が得られることなく均一分散性やハンドリン
グ性も低下する。上記原料繊維はキトサンとの親和性、
定着性をもつことが必要であるので、場合によっては、
予め一定期間酸性溶液に浸漬しておくか酸化処理等を施
してもよい。キトサンとの定着性が弱ければ強度低下を
招き易いからである。

【０００９】次に、キトサンは従来の床敷の有する課題
を解決する主要な要素である。まずは当然の前提とし
て、動物に対して全く毒性がなく、例え動物が床敷材を
経口摂取しても毒性上の問題はない。又、キトサンは一
般に抗菌性を示すが、飼育動物の尿等の排泄物による床
敷の腐敗に対しても抗菌作用を示すことが本発明者らに
より確認されており、これにより床敷の使用期間延長、
又交換手間の低減を図ることができる。更に、キトサン
の抗菌性は、床敷用のキトサン構造体の製造において
は、製造後の洗浄、滅菌、選別等の工程を省略すること
を可能とする。又、キトサンはキトサン構造体の多孔質
構造の中心的役割をはたし、床敷に要求されるクッショ
ン性を付与し、繊維とのコンビネーションで優れた居住
性を実現する。本発明において用い得るキトサンはキチ
ンの脱アセチル化物であり、製法等は問わずに用いるこ
とができる。キトサンの重合度及び脱アセチル化度は、
キトサンの溶解性、定着性、安定性、抗菌性等に影響を
及ぼし、重合度の低いものほど、溶解性は良好で定着性
はよいが、構造体の強度が低下する傾向があり、また、
脱アセチル化度は低いものほど、反応性が乏しく溶解性
が劣る傾向がある。抗菌性は脱アセチル化度が高い方が
一般に良好である。それらの性質を考慮し、好ましくは
キトサンの重合度は１００以上、脱アセチル化度は７０
％以上がよい。

【００１０】キトサンと繊維との重量比（乾物換算）
は、好ましくはキトサン／繊維＝１／１０〜１０／１で
ある。繊維の含量が多くなければ強度は増大する反面、
構造体が脆弱化し弾力性が低減する傾向があり、また、
少なすぎれば、充分な強度が得られにくくなる。これ
は、繊維による網状構造が構造体の強度に関与している
ためである。又、キトサン含量が少なくなれば、床敷の
腐敗に対する抗菌作用が充分発揮されない。この点で、
キトサンを木粉の結合剤としか機能させず、４％程度し
か使用しない従来技術（特開平３−３０６１９号公報）
では、キトサンによる抗菌性は期待できないといえる。

【００１１】次に、本発明の構造体の特徴は、上述原材
料に加え多孔質であることである。多孔質体であるた
め、軽量でかつ、充分な強度を得ることが可能となり、
優れた保水性、居住性が実現可能となる。多孔質として
の嵩比重は０．０１〜０．１ｇ／ｃｃ程度が通常である
が、飼育対象の動物の種類、飼育目的等により適宜設定
すればよい。孔径は特に限定されるものでないが、通常
１０〜５００μｍ程度でよい。嵩比重が小さく、孔径が
大きければ構造体は弾力、保水性に富むが、強度、耐久
性が低下し、一方、嵩比重が大きく、孔径が小さけれ
ば、硬くなり強度が増大する。

【００１２】ところで、この構造体はキトサンを含有す
るためその力学的性質は水の影響を受けるので、耐水性
構造体とする場合は、必要により、キトサンのアセチル
化処理を実施してもよい。但し、アセチル化処理によ
り、抗菌性が低下する場合もあるので留意するとよい。

【００１３】本発明のキトサン構造体は床敷として充分
な機能を発揮するものであるが、床敷として用いるに
は、好ましくは０．５〜１．０ｃｍ角程度の大きさがよ
い。もちろん、飼育動物の種類、飼育目的により適宜調
整でき構造体の一単位の形状も一定であることを要さ
ず、単なる破砕物や粉砕物でもよい。又、場合によりシ
ート状、繊維状等の形状としてもよい。この構造体は、
木屑に比べ通常２〜３倍の吸水容量を有し、床敷で問題
となる得る大腸菌や緑膿菌に対する強い抗菌作用を示
す。又、クッション性は、繊維長、キトサン配合比、嵩
比重、構造体の大きさ等により広い幅で適宜調製でき
る。

【００１４】キトサン構造体を床敷として用いるには、
キトサン構造体と木屑等を併用してもよいが、少なくと
もその５０％以上をキトサン構造体とすると有効な効果
が得られる。好ましくは８０％以上である。

【００１５】次に、本発明のキトサン構造体ロックの製
造法について述べる。製造法の観点からもキトサンを用
いる利点がある。即ち、キトサンは抗菌性を有し、生産
される環境を考慮しても、ブレナー屑等に比較して洗浄
・滅菌処理の絶対必要性は少ない。よって通常のＳＰＦ
動物の飼育であれば、本品をそのまま使用することが可
能であるが、高圧蒸気滅菌処理を施した場合でもその性
状に変化はないため、無菌動物、ノトバイオート等のあ
らゆる動物飼育条件にも対応することができる。キトサ
ン構造体の製造方法は次に示す通り簡単かつ安価であ
り、また製造後、洗浄・滅菌・選別などの工程を省略で
きることから、製造コストは既存品より有利である。

【００１６】まず、水、キトサン、繊維及び酢酸よりな
る混合溶液を調製する。溶液の酢酸濃度は０．５Ｎ程度
で一般にキトサンは２重量％まで溶解するので、適宜、
濃度を調整する。なお、酢酸以外でも乳酸、クエン酸、
塩酸等も用い得る。溶液調製後、発泡させる。発泡させ
る方法としては、炭酸水素ナトリウムや炭酸水素アンモ
ニウム等熱分解型の発泡剤やさらに酸性剤を加えたベー
キングパウダー等の反応型の発泡剤を混合する方法、あ
るいはミキサー等で機械的に空気を混入させる方法等、
一般に用いられている方法でよい。次に、アセチル化
は、必要により実施するが、例えば、無水酢酸等の有機
酸無水物の溶液に浸漬または、該溶液をガス状にした雰
囲気中にさらすことで実施できる。通常は、ガス中では
１時間で約６８％がアセチル化できる。なお、その後一
晩処理を続けても７０％ぐらいである。構造体の乾燥は
通常１００〜１５０℃で３〜１２時間程度で実施でき
る。尚、乾燥温度を高くすれば、キトサン構造体の耐水
性が向上する。構造体はシュレッダー等を用いて裁断
し、細片とする。これによりキトサン構造体が得られ
る。

【００１７】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明
する。

【００１８】実施例１（キトサンブロックの製造）水１００ｃｃに紙パルプ
（平均繊維長１ｍｍ、幅５０μｍ；東洋瀘紙製）３ｇ及
びキトサン（重合度約２０００、脱アセチル化度８０）
１ｇを混合し、攪拌しながら酢酸１ｇを添加した。キト
サンとパルプが完全に分散するまで、充分に攪拌した
後、これに発泡剤として５ｇの炭酸水素アンモニウムを
混ぜ、更に攪拌し、熱風乾燥器で１５０℃で３時間乾燥
した。乾燥中に発泡剤が分解してガスを発生し、多孔性
構造を形成した。得られたキトサン−パルプ複合体は、
アセチル化度４８％、嵩比重約０．０１ｇ／ｃｃであっ
た。これをシュレッダーで裁断し、細片した。種々の大
きさの細片が作製できるが、約０．５〜１．０ｃｍ角と
し、キトサン構造体を得た。（抗菌性試験）・被検菌Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ（大腸
菌）Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓａｅｒｕｇｉｎｏｓａ（緑膿
菌）・試験法キトサン構造体に被検菌を１×１０⁶ＣＦＵ／ｍｌ接種
し、往復振盪培養（１５０回／分・ＰＳＣ培地）する。
その後、一定時間毎に培養液中の生菌数を測定する。培
地に同数の被検菌をそのまま接種したものを対照とし
た。結果を図１（大腸菌）、図２（緑膿菌）に示す。い
ずれの被検菌も培養初期に著しい生菌数の減少を認め
た。実験では、予め生菌を１×１０⁶ＣＦＵ／ｍｌ接種
しているが、実際に床敷として無菌状態からの使用を考
えた場合、この初期の強い抗菌性は、本実験よりもさら
に長期に良好な衛生環境を持続しうる。

【００１９】実施例２実施例１で得られたキトサン構造体を用いて以下の試験
を実施した。（吸水試験）・試験法２ｇの被検体（キトサン構造体、木屑）を容量５０ｍｌ
の注射筒内で完全に水没させ、下方から水を抜いた後、
被検体の含水量を測定する。結果を図３に示す。キトサ
ン構造体は木屑よりも２〜３倍の吸水量を示した。実施例３実施例１で得られたキトサン構造体を床敷としてこれま
でと同様に使用し、従来の木屑と比較した。（床敷試験）両者とも３０ｇを用い、ＩＣＲ系マウス４
匹を１０日間飼育した。その結果、木屑は尿により変色
し、湿潤化して、居住性が著しく低下していたが、キト
サン構造体は初期に比べ、かさの減少もなく、著しい状
態の変化は認められなかった。尚、臭気については、差
はなかった。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のキトサン
構造体は、経口毒性がなく、感染源とならず、使用中に
変質しにくく又、保水性、クッション性に優れているた
め、床敷として極めて有効である。即ち、キトサンは、
甲殻類の外殻などを形成するキチンを精製して得られ
る、動物に対して全く毒性を持たない高分子物質であ
る。故に、これを実験動物飼育用の床敷に使用した場合
でも、動物が床敷材料を経口摂取し毒性を示すというこ
とはない。またキトサンは抗菌性を有し、生産される環
境を考慮しても、ブレナー屑に比較して洗浄・滅菌処理
の絶対必要性は少ない。よって通常のＳＰＦ動物の飼育
であれば、本品をそのまま使用することが可能である
が、高圧蒸気滅菌処理を施した場合でもその性状に変化
はないため、無菌動物、ノトバイオート等のあらゆる動
物飼育条件にも対応することができる。このような特性
を有するキトサンに繊維を混合することにより、適度の
強度を確保・維持することが可能になり、また大量の水
分に対しても、その後の居住性を損なうことなく吸水す
ることができる。このキトサン構造体を床敷として使用
した場合、動物の尿等の排泄物によるその腐敗の程度
は、木材、紙などそれ自体が抗菌性を持たない材質に比
べて低い。これまで飼育環境を衛生的に保つため、床敷
の交換を頻繁に行っていたが、本品のこの腐敗に対する
抵抗性は、使用期間を延長させることにより床敷交換、
ひいては実験動物飼育に要する労力を低減させ得る。
又、廃棄についても木材と同様でよい。また、キトサン
やパルプなどは、再利用可能な資源として社会的にも大
きな関心が寄せられており、動物飼育施設において大量
消費されている床敷に再利用することはたいへん有意義
なことである。キトサン構造体の製造方法は簡便かつ経
済的であり、また製造後、洗浄・滅菌・選別などの工程
を省略できることから、製造コストは既存品より有利で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られたキトサン構造体によるＥ．
ｃｏｌｉ（大腸菌）増殖に対する抗菌作用を示すグラフ
である。

【図２】実施例１で得られたキトサン構造体によるＰ．
ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ（緑膿菌）増殖に対する抗菌作用
を示すグラフである。

【図３】実施例２で得られたキトサン構造体の吸水容量
を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キトサン及び植物繊維を主原料とする嵩
比重０．０１〜０．１ｇ／ｃｃの実験動物飼育用の床敷
用キトサン構造体。
【請求項２】植物繊維が、繊維平均長２．０〜５．０
ｍｍ、平均幅２０〜５０μｍである請求項１に記載の床
敷用キトサン構造体。
【請求項３】請求項１に記載の床敷用キトサン構造体
を５０％以上用いた実験動物飼育用床敷。