KR20120091341A

KR20120091341A - 섬유 성형체

Info

Publication number: KR20120091341A
Application number: KR1020127014849A
Authority: KR
Inventors: 스스무 혼다; 유카코 가게야마; 마코토 사타케; 히로아키 가네코
Original assignee: 데이진 가부시키가이샤
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2012-08-17
Also published as: WO2011059102A1; JP5563590B2; US20120232224A1; CA2780441A1; EP2500456A4; MX2012005143A; EP2500456A1; AU2010319039A1; JPWO2011059102A1; CN102597350A

Abstract

소수성 폴리머와 양친매성 분자로 이루어지고, 평균 섬유 직경이 0.05 ? 50 ㎛ 이고, 양친매성 분자가 섬유 표면에 편석되어 있는 친수성이 우수한 섬유 성형체.

Description

섬유 성형체{MOLDED FIBER ARTICLE}

본 발명은 소수성 폴리머와 양친매성 분자로 이루어지고, 양친매성 분자가 섬유 표면에 편석되어 있는 섬유 성형체에 관한 것이다.

최근, 크게 손상된, 내지 손실된 생체 조직과 장기의 치료법으로서, 세포의 분화, 증식능을 이용하여, 원래의 생체 조직 및 장기에 재구축하는 재생 의료의 연구가 활발해지고 있다. 생체 내에서 세포가 분화?증식하는 경우, 세포외 매트릭스가 베이스로서 기능하고, 조직의 구축을 실시하고 있는데, 조직이 크게 손상?결손되어 있는 경우, 세포 자체가 매트릭스를 생산할 때까지 인공 혹은 천연 재료로 보충할 필요가 있다. 요컨대 베이스 재료는 조직 구축에 있어서 최적의 환경을 부여하는 중요한 요소이다. 이러한 베이스 재료에 요구되는 특성으로서, 생체 흡수성, 세포나 단백질의 접착성, 다공질성, 역학 강도를 들 수 있다. 이들 특성을 만족하는 재료를 창생하는 것을 목적으로 하여, 합성 고분자 (폴리글리콜산, 폴리락트산, 폴리카프로락톤 등), 천연 고분자 (콜라겐, 젤라틴, 엘라스틴, 히알루론산, 알긴산, 키토산 등), 무기 재료 (하이드록시 아파타이트, β-인산삼칼슘), 및 이들 복합체가 지금까지 검토되어 왔다.

합성 고분자 중에서도 지방족 폴리에스테르를 섬유로 가공한 성형체는 봉합사나 생체 흡수성 시트 등 여러 가지 응용이 이루어지고 있다. 또, 정전 방사법 등으로 제작되는 나노 화이버는, 표면적이 크기 때문에 세포와의 접착성이 높아, 세포 배양용 담체나 재생 의료를 위한 베이스 재료로의 응용이 검토되고 있다.

전술한 바와 같이, 베이스 재료에 요구되는 중요한 특성 중 하나로서 접착성이 있는데, 지방족 폴리에스테르, 특히 폴리락트산이나 폴리락트산과 폴리글리콜산의 공중합체는 소수성이기 때문에, 친수성의 환경하에서 사용하는 경우, 세포나 단백질과의 상호 작용이 제한된다는 문제를 가지고 있었다.

그 문제를 해결하기 위하여, 이들 소수성 폴리머에 친수성을 부여하는 방법으로서 폴리에틸렌글리콜과 같은 친수성 폴리머를 블렌드하는 방법이나, 블록 공중합체로서 폴리머 주사슬에 도입하는 방법이 검토되고 있다 (예를 들어 K. Kim, M. Yu, Biomaterials., 24, 4977 (2003), N. Saito, T. Okada, Nat. Biotech., 19, 332 (2001)). 그러나, 친수성을 부여하기 위해서는 친수성 폴리머가 비교적 다량으로 필요하고, 또 블록 공중합체의 경우, 분자량이 불충분하여 역학 강도로서 만족스러운 것이 얻어지지 않았다.

또, 소수성 용매에 용해 가능한 폴리머와 복수의 수산기를 갖는 유기 화합물로 이루어지는 다공질 섬유가 개시되어 있고 (국제 공개 WO2004/072336호 명세서), 그 다공질 섬유는 세포 배양의 기재로서 유용하다는 것이 기재되어 있다.

그러나, 그 다공질 섬유는 배양 세포에 양분 등을 보내는데 우수한 구조로 한 것으로, 섬유 구조체의 친수성이나 표면 조성에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다.

또한, 인 지질을 포함하는 지방족 폴리에스테르의 나노 화이버도 알려져 있다 (국제 공개 WO2006/022430호 명세서). 그러나, 이것은 섬유 표면에 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 세포 배양에 적합한 기재가 되는 섬유 구조체에 관한 발명으로, 인 지질 등의 양친매성 분자가 섬유 표면에 편석된 나노 화이버에 대해서는 개시되어 있지 않다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 양친매성 분자의 함유량이 적어도 필요한 친수성을 갖는 소수성 폴리머 섬유 성형체를 제공하는 것이다.

본 발명의 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 특정 조건으로 제조된 소수성 폴리머와 양친매성 분자로 이루어지는 섬유 성형체에 있어서는, 양친매성 분자가 섬유 표면에 편석되어 있음으로써, 양친매성 분자의 첨가가 소량이어도 친수성을 부여할 수 있는 것, 또한 기계적 물성 등, 원래의 소수성 폴리머가 갖는 특징을 저해하지 않는 것을 알아내어, 본 발명에 도달하였다,

즉, 본 발명은 소수성 폴리머와 양친매성 분자로 이루어지는 섬유 성형체로서, 평균 섬유 직경이 0.05 ? 50 ㎛ 이고, 양친매성 분자가 섬유 표면에 편석되어 있는 섬유 성형체이다.

본 발명에 있어서, 섬유 성형체란, 얻어진 1 개 또는 복수 개의 섬유가 적층되어, 짜고, 엮거나 혹은 그 밖의 수법에 의해 형성된 3 차원의 성형체를 말한다. 구체적인 섬유 성형체의 형태로는, 예를 들어 부직포를 들 수 있다. 또한, 그것을 기초로 가공한 튜브, 메시 등도 본 발명에서 말하는 섬유 성형체로, 재생 의료 분야에 있어서 바람직하게 사용된다.

본 발명의 섬유 성형체의 평균 섬유 직경은 0.05 ? 50 ㎛ 이다. 평균 섬유 직경이, 0.05 ㎛ 보다 작으면 섬유 성형체의 강도가 유지되지 않기 때문에 바람직하지 않다. 또 평균 섬유 직경이 50 ㎛ 보다 크면 섬유의 비표면적이 작아, 생착하는 세포수가 적어지기 때문에 바람직하지 않다. 더욱 바람직하게는, 평균 섬유 직경이 0.2 ? 20 ㎛ 이다. 또한, 섬유 직경이란 섬유 단면의 직경을 나타낸다. 섬유 단면의 형상은 원형에 한정되지 않고, 타원형이나 이형 (異形) 이 되는 경우도 있을 수 있다. 이 경우의 섬유 직경이란, 그 타원형의 장축 방향의 길이와 단축 방향의 길이의 평균을 그 섬유 직경으로서 산출한다. 또, 섬유 단면이 원형도 타원형도 아닐 때에는 원 또는 타원에 근사하여 섬유 직경을 산출한다.

본 발명에 있어서, 소수성 폴리머로는, 폴리락트산, 폴리락트산-폴리글리콜산 공중합체, 폴리카프로락톤 등의 지방족 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리아릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리아세테이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐메틸에테르 및 폴리에틸렌숙시네이트, 그리고 이들의 공중합체를 들 수 있고, 이들의 2 종 이상의 혼합물이어도 된다. 그 중에서도 지방족 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리아릴레이트가 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 지방족 폴리에스테르는, 생체 흡수성 폴리머인 것이 바람직하다. 생체 흡수성의 폴리머로는, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리락트산-폴리글리콜산 공중합체, 폴리카프로락톤, 폴리글리세롤세바크산, 폴리하이드록시알칸산, 폴리부틸렌숙시네이트 및 이들의 유도체를 예시할 수 있다.

이들 중에서도, 바람직하게는 폴리글리콜산, 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 및 그들의 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이며, 가장 바람직한 것은 폴리락트산, 폴리락트산-글리콜산 공중합체이다.

이 때, 폴리락트산의 공중합체는, 신축성을 부여하는 모노머 성분이 적은 것이 바람직하다. 여기서 신축성을 부여하는 모노머 성분이란, 카프로락톤 모노머나, 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,2-부탄디올, 1,4-부탄디올, 폴리카프로락톤디올, 폴리알킬렌카보네이트디올, 폴리에틸렌글리콜 유닛 등의 연질 성분을 예시할 수 있다. 이들 연질 성분은 폴리머 중량비로 20 ％ 미만인 것이 바람직하다. 이것보다 연질 성분이 많으면 자기 지지성을 잃기 쉽고, 지나치게 부드러워 취급하기 어려운 섬유 성형체가 된다.

폴리락트산에서의 폴리머를 구성하는 모노머에는 L-락트산 및 D-락트산이 있는데, 특별히 제한은 없다. 또, 폴리머의 광학 순도나 분자량, L 체와 D 체의 조성비, 배열에는 특별히 제한은 없는데, 바람직하게는 L 체가 많은 폴리머이다. 폴리 L 락트산과 폴리 D 락트산의 스테레오 컴플렉스를 사용해도 된다.

또, 폴리머의 분자량으로는, 1×10³ ? 5×10⁶ 이고, 바람직하게는 1×10⁴ ? 1×10⁶, 보다 바람직하게는 5×10⁴ ? 5×10⁵ 이다. 또, 폴리머의 말단 구조나 폴리머를 중합하는 촉매는 임의로 선택할 수 있다.

본 발명의 섬유 성형체에 있어서는, 그 목적을 저해하지 않는 범위에서, 다른 폴리머나 다른 화합물을 병용해도 된다. 예를 들어, 폴리머 공중합, 폴리머 블렌드, 화합물 혼합이다.

폴리머는 고순도인 것이 바람직하고, 특히 폴리머 중에 포함되는 첨가제나 가소제, 잔존 촉매, 잔존 모노머, 성형 가공이나 후가공에 사용한 잔류 용매 등의 잔류물은 적은 것이 바람직하다. 특히, 의료에 사용하는 경우에는 안전성의 기준값 미만으로 억제할 필요가 있다.

본 발명의 섬유 성형체는 양친매성 분자를 폴리머 중량에 대해 0.01 ? 20 중량％ 함유하는 섬유 성형체이다. 양친매성 분자의 함유량이 0.01 중량％ 보다 적으면 친수성을 나타내지 않고, 20 중량％ 보다 많으면 섬유 성형체 자체의 내구성이 저하되어, 바람직하지 않다. 바람직한 함유량은 0.02 ? 15 중량％ 이며, 더욱 바람직하게는 0.05 ? 10 중량％ 이다.

본 발명에 있어서의 양친매성 분자로는, 인 지질류, 소르비탄 지방산 에스테르류, 당지질류, 스테로이드류, 및 폴리아미노산류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 것이 바람직하다. 구체적인 양친매성 분자로는, 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜세린, 포스파티딜글리세롤 등의 인 지질류；모노라우르산소르비탄, 모노팔미트산소르비탄, 모노스테아르산소르비탄, 모노올레산소르비탄, 세스퀴올레산소르비탄, 트리올레산소르비탄 등의 소르비탄 지방산 에스테르류, 갈락토세레브로시드, 글루코세레브로시드, 글로보시드, 락토실세라미드, 트리헥소실세라미드, 파라글로보시드, 갈락토실디아실글리세롤, 술포퀴노보실디아실글리세롤, 포스파티딜이노시톨, 글리코실폴리프레놀인산 등의 당지질류；콜레스테롤, 콜산, 사포게닌, 디기톡신 등의 스테로이드류；및 폴리아스파르트산, 폴리글루타민산, 폴리리신 등의 폴리아미노산류를 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 양친매성 분자를 사용하기 전에, 동결 건조, 열풍 건조, 감압 건조 등에 의해 건조시켜 두는 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유 성형체에 있어서는, 양친매성 분자가 섬유 성형체의 섬유 표면에 편석되어 있다. 섬유 표면으로의 편석이란, 소수성 폴리머와 양친매성 분자로 이루어지는 섬유 성형체의 섬유 표면에 있어서의 양친매성 분자의 존재비가, 섬유 성형체의 다른 부분에 있어서의 양친매성 분자의 존재비보다 높아져 있는 것을 말한다.

본 발명의 섬유 성형체에 있어서의 양친매성 분자의 분포 상태를 평가하는 수단으로는, X 선 광전자 분광 (약칭 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) 또는 ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)), 비행 시간 2 차 이온 질량 분석계 (Time-of-flight secondary ion mass spectrometer: TOF-SIMS), 투과형 전자현미경 (TEM) 을 들 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서의 실시예나 비교예에 있어서는, 섬유 성형체의 표면 조성 분석 수단으로서 ESCA 를 사용하였다. 섬유 성형체의 ESCA 측정에 의해 얻어진 탄소 원자수량 C (at ％) 값 및 산소 원자수량 O (at ％) 값으로부터 섬유 표면에 있어서의 양친매성 분자의 분포 상태를 중량분율로서 산출할 수 있다. 단, ESCA 측정에서는 수소 원자를 측정할 수 없기 때문에, 수소 원자를 제외하고 각 원자수량을 산출한다.

보다 상세하게는, 예를 들어 소수성 폴리머와 양친매성 분자로 이루어지는 조성물의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 하기 식으로 나타낸다.

(소수성 폴리머와 양친매성 분자로 이루어지는 조성물의 탄소 원자수량 C (at ％))={(양친매성 분자의 ㏖％)×(양친매성 분자 1 ㏖ 중의 탄소 원자수량)＋(소수성 폴리머의 모노머 유닛의 ㏖％)×(소수성 폴리머의 모노머 유닛 1 ㏖ 중의 탄소 원자수량)}÷{(양친매성 분자의 ㏖％)×(양친매성 분자 1 ㏖ 중의 수소 원자를 제외한 원자수량)＋(소수성 폴리머 유닛의 ㏖％)×(소수성 폴리머 유닛 1 ㏖ 중의 수소 원자를 제외한 원자수량)}

따라서, ESCA 측정에 의해 얻어진 탄소 원자수량 C (at ％) 값을 상기 식에 대입함으로써 섬유 표면에 있어서의 각 성분의 ㏖％, 나아가서는 중량분율을 산출할 수 있다. 동일하게 산소 원자수량 O (at ％) 값으로부터도 산출할 수 있고, 본 명세서에서는 탄소 원자수량 C (at ％) 값 및 산소 원자수량 O (at ％) 값으로부터 산출한 값의 평균값을 섬유 성형체 표면에 있어서의 양친매성 분자의 중량분율로 하였다. 그리고, 얻어진 이들의 평균값을 섬유 성형체 중에 포함되는 양친매성 분자의 중량분율과 비교함으로써, 표면 편석의 정도를 평가하였다.

여기서, 양친매성 분자의 표면 편석의 정도를 나타내는 「양친매성 분자의 표면 편재율」을 다음 식과 같이 정의한다.

(양친매성 분자의 표면 편재율)=(섬유 성형체 표면에 있어서의 양친매성 분자의 중량분율)/(섬유 성형체에 포함되는 양친매성 분자의 중량분율)

본 발명의 섬유 성형체는, 5.0 이상이 바람직하다. 이 수치가 5 보다 작은 경우에는 섬유 성형체의 친수성이 부족한 경우가 있다.

또한, 여기서 말하는 「섬유 성형체 표면」이란, 상기 분석법에 의한 측정 대상인 영역을 의미하고, 예를 들어 최표면으로부터 10 ㎚ 까지의 영역을 말한다. 또, 본 발명의 「양친매성 분자가 섬유 표면에 편석되어 있는 섬유 성형체」라고 할 때의 「표면에 편석」이란, 이 영역에만 편석되어 있는 것에 한정되지 않고, 최표면으로부터 더욱 깊은 영역에도 편석 (그 정도는 묻지 않는다) 이 있는 것도 포함한다.

본 발명의 섬유 성형체는 소수성 폴리머, 양친매성 분자 이외의 제 3 성분을 추가로 함유해도 된다. 이러한 성분에는, 예를 들어 FGF (섬유아세포 증식 인자), EGF (상피 증식 인자), PDGF (혈소판 유래 증식 인자), TGF-β (β 형 형질 전환 증식 인자), NGF (신경 증식 인자), HGF (간세포 증식 인자), BMP (뼈 형성 인자) 등의 세포 증식 인자를 들 수 있다.

섬유 성형체의 전체의 두께에 관해서는, 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는 25 ㎛ ? 200 ㎛, 더욱 바람직하게는 50 ? 100 ㎛ 이다.

본 발명의 섬유 성형체는 바람직하게는 장섬유로 이루어진다. 장섬유란, 방사에서 섬유 성형체로의 가공에 이르는 공정 중에서, 섬유를 절단하는 공정을 거치지 않고 형성되는 섬유 성형체를 말하고, 정전 방사법으로 형성하는 것이 바람직하다.

정전 방사법은 폴리머를 용매에 용해시킨 용액에 고전압을 인가함으로써, 전극 상에 섬유 성형체를 얻는 방법이다. 공정으로는, 고분자를 용매에 용해시켜 용액을 제조하는 공정과, 그 용액에 고전압을 인가시키는 공정과, 그 용액을 분출시키는 공정과, 분출시킨 용액에서 용매를 증발시켜 섬유 성형체를 형성시키는 공정과, 임의로 실시할 수 있는 공정으로서 형성된 섬유 성형체의 전하를 소실시키는 공정과, 전하 소실에 의해 섬유 성형체를 누적시키는 공정을 포함한다.

정전 방사법에 있어서의, 폴리머를 용매에 용해시켜 용액을 제조하는 단계에 대해 설명한다. 본 발명의 제조 방법에 있어서의 용액 중의 용매에 대한 소수 폴리머의 농도는 1 ? 30 중량％ 인 것이 바람직하다. 소수성 폴리머의 농도가 1 중량％ 보다 작으면 농도가 지나치게 낮기 때문에 섬유 성형체를 형성하는 것이 곤란해져 바람직하지 않다. 또, 30 중량％ 보다 크면 얻어지는 섬유 성형체의 섬유 직경이 커져 바람직하지 않다. 보다 바람직한 용액 중의 용매에 대한 소수성 폴리머의 농도는 2 ? 20 중량％ 이다.

용매는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 복수의 용매를 조합해도 된다. 상기 용매로는, 소수성 폴리머와 양친매성 분자를 용해 가능하고, 또한 방사하는 단계에서 증발시켜, 섬유를 형성 가능한 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 아세톤, 클로로포름, 에탄올, 2-프로판올, 메탄올, 톨루엔, 테트라하이드로푸란, 벤젠, 벤질알코올, 1,4-디옥산, 1-프로판올, 디클로로메탄, 4 염화탄소, 시클로헥산, 시클로헥사논, 페놀, 피리딘, 트리클로로에탄, 아세트산, 포름산, 헥사플루오로-2-프로판올, 헥사플루오로아세톤, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 아세토니트릴, N-메틸-2-피롤리디논, N-메틸모르폴린-N-옥사이드, 1,3-디옥소란, 메틸에틸케톤, 및 상기 용매의 혼합 용매를 들 수 있다.

정전 방사법에서 본 발명의 섬유 성형체를 제작하는 경우, 물이 섬유 표면에 영향을 주는 점에서, 수분을 관리하는 것이 바람직하다. 수분을 관리하기 위해서, 용매는 건조되어 있는 것이 바람직하고, 구체적으로는 2000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 1000 ppm 이하에서 관리하는 것이 바람직하다. 용매의 건조 방법으로는 특별히 한정되지 않지만, 증류, 건조제에 의한 건조를 들 수 있다.

한편, 용매 중에 물이 포함되는 경우에는, 물과 혼화하는 용매가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 물과 혼화하는 용매가 포함되어 있지 않은 경우, 양친매성 분자의 섬유 표면으로의 편석이 불충분해져 바람직하지 않다.

이들 중, 취급성이나 물성 등에서, 디클로로메탄, 에탄올이 바람직하다.

다음으로, 용액에 고전압을 인가시키는 단계와, 용액을 분출시키는 단계와, 분출된 용액으로부터 용매를 증발시켜 섬유 성형체를 형성시키는 단계에 대해 설명한다.

본 발명의 섬유 성형체의 제조 방법에 있어서는, 소수성 폴리머와 양친매성 분자를 용해한 용액을 분출시켜 섬유 성형체를 형성시키기 위해, 용액에 고전압을 인가시킬 필요가 있다. 전압을 인가시키는 방법에 대해서는, 소수성 폴리머를 용해한 용액을 분출시켜 섬유 성형체가 형성되는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 용액에 전극을 삽입하여 전압을 인가시키는 방법이나, 용액 분출 노즐에 대해 전압을 인가시키는 방법 등이 있다.

또, 용액에 인가시키는 전극과는 별도로 보조 전극을 형성하는 것도 가능하다. 또, 인가 전압의 값에 대해서는, 상기 섬유 성형체가 형성되면 특별히 한정되지 않지만, 통상은 5 ? 50 kV 의 범위가 바람직하다. 인가 전압이 5 kV 보다 작은 경우에는, 용액이 분출되지 않아 섬유 성형체가 형성되지 않기 때문에 바람직하지 않고, 인가 전압이 50 kV 보다 큰 경우에는, 전극으로부터 어스 전극을 향하여 방전이 일어나기 때문에 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는 5 ? 30 kV 의 범위이다. 원하는 전위는 종래 공지된 임의의 적절한 방법으로 만들면 된다.

이렇게 함으로써, 소수성 폴리머와 양친매성 분자를 용해한 용액을 분출시킨 직후에 용해하는 데에 사용한 용매가 휘발되어 섬유 성형체가 형성된다. 통상의 방사는 대기하, 실온에서 행해지지만, 휘발이 불충분한 경우에는 음압하에서 실시하는 것이나, 고온의 분위기하에서 실시하는 것도 가능하다. 또, 방사하는 온도는 용매의 증발 거동이나 방사액의 점도에 의존하는데, 통상은 0 ? 50 ℃ 의 범위이다. 정전 방사법으로 섬유 성형체를 제작하는 경우, 물이 섬유 표면에 영향을 주는 점에서, 양친매성 분자가 편석된 평활한 표면의 섬유를 얻기 위해서, 방사할 때의 분위기를 저습도로 설정하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상대습도 35 ％ 이하, 바람직하게는 동 30 ％ 이하, 보다 바람직하게는 동 25 ％ 이하, 특히 바람직하게는 동 20 ％ 이하이다.

다음으로, 형성된 섬유 성형체의 전하를 소실시키는 단계에 대해서 설명한다. 상기 섬유 성형체의 전하를 소실시키는 방법은 특별히 한정되지는 않지만, 바람직한 방법으로서 이오나이저에 의해 전하를 소실시키는 방법을 들 수 있다. 이오나이저란, 내장된 이온 발생 장치에 의해 이온을 발생시켜, 상기 이온을 대전물에 방출시킴으로써 상기 대전물의 전하를 소실시킬 수 있는 장치이다. 본 발명의 섬유 성형체의 제조 방법에서 사용되는 이오나이저를 구성하는 바람직한 이온 발생 장치로서, 내장된 방전침에 고전압을 인가시킴으로써 이온을 발생시키는 장치를 들 수 있다.

다음으로, 상기 전하 소실에 의해 섬유 성형체를 누적시키는 단계에 대해서 설명한다. 상기 전하 소실에 의해 섬유 성형체를 누적시키는 방법은 특별히 한정되지는 않지만, 통상의 방법으로서, 전하 소실에 의해 섬유 성형체의 정전력을 잃게하여 자중에 의해 낙하, 누적시키는 방법을 들 수 있다. 또, 필요에 따라 정전력을 소실시킨 섬유 성형체를 흡인하여 메시 상에 누적시키는 방법, 장치 내의 공기를 대류시켜 메시 상에 누적시키는 방법을 실시해도 된다.

본 발명의 섬유 성형체의 표면에, 추가로 면상의 섬유 구조물을 적층하는 것이나, 면상 구조물을 본 발명의 섬유 성형체로 사이에 두어 샌드위치 구조로 하는 등의 가공은, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 임의로 실시할 수 있다.

의료 응용에 있어서는, 추가로 항혈전성을 부여하기 위한 코팅 처리, 항체나 생리 활성 물질로 표면을 코팅하는 것도 임의로 실시할 수 있다. 이 때의 코팅 방법이나 처리 조건, 그 처리에 사용하는 화학 약품은, 섬유의 구조를 극단적으로 파괴하지 않고, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 임의로 선택할 수 있다.

본 발명의 섬유 성형체의 섬유 내부에도 임의로 약제를 포함시킬 수 있다. 정전 방사법으로 성형하는 경우에는, 휘발성 용매에 가용이며, 용해에 의해 그 생리 활성을 저해하지 않는 것이면, 사용하는 약제에 특별히 제한은 없다.

이러한 약제의 구체예로는, 타크로리무스 혹은 그 유연체, 스타틴계, 또는 탁산계 항암제를 예시할 수 있다.

또, 상기 약제는, 휘발성 용매 중에서 활성을 유지하는 것이 가능하면 단백질 제제, 핵산 의약이어도 된다. 또 약제 이외의 것도 포함해도 되고, 금속, 다당, 지방산, 계면활성제, 휘발성 용매 내성 미생물이어도 된다.

실시예

처음으로, 각 실시예, 비교예에서 채용한 측정법을 정리한다.

1. 평균 섬유 직경：

얻어진 섬유 성형체의 표면을 주사형 전자현미경 (키엔스 (주)：상품명 「VE8800」) 에 의해, 배율 2000 배로 촬영하여 얻은 사진에서 무작위로 20 개 지점을 선택하여 섬유의 직경을 측정하고, 모든 섬유 직경의 평균값을 구하여, 평균 섬유 직경으로 하였다. 표본 수는 20 이다.

2. 평균 두께：

고정밀도 디지털 측장기 ((주) 미츠토요：상품명 「라이트매틱 VL-50」) 를 사용하여 측장력 0.01 N 에 의해 섬유 성형체의 막두께를 측정하고, 표본 수 10 의 평균값을 산출하였다. 또한, 본 측정에 있어서는 측정 기기가 사용 가능한 최소의 측정력으로 측정을 실시하였다.

3. 섬유 표면에 있어서의 탄소 원자수량 C (at ％) 값 및 산소 원자수량 O (at ％) 값：

광전자 분광 장치로서 VG 사 ESCALAB200, X 선으로서 MgKα 선 (1253.6 eV) 을 사용하여 광전자 취출각 45 도에서 검출하였다.

4. 친수성 시험：

얻어진 섬유 성형체를, 실리콘 시트 (1 ㎜) 를 패킹으로 하여 필터 홀더 (Φ 8 ㎜) 에 끼웠다. 계속해서 유리제의 원통관 아래에 상기 필터 홀더를 세트하고, 7 ％ 알부민 (소 혈청 유래, pH 5.2：와코우 쥰야쿠 제조)/PBS (20012 Phosphate-Buffered Saline, liquid：GIBCO 제조) 액을 3.87 ㎖/분의 속도로 주입하였다. 7 ％ 알부민/PBS 용액이 있는 액량에 도달했을 때에 액이 시트를 투과한다. 이 투과하는 데에 필요로 한 액주 (液柱) 의 높이로부터 젖음성을 판단하였다. 즉, 액주의 높이가 낮을수록, 친수성이 양호한 것이 된다. 시험은 표본 수 3 으로 실시하여, 그 평균값을 사용하였다.

[실시예 1]

동결 건조시킨 포스파티딜에탄올아민디올레오일 (닛폰 유지 (주) 제조) 0.1 중량부와 폴리락트산 (중량 평균 분자량 26 만 2 천, Purac 사 제조) 9.9 중량부를 몰레큘러시브 (유니온 쇼와 제조 3A 펠릿) 로 건조시킨 디클로로메탄 (칼피셔법에 의한 수분율 500 ppm 이하) 90 중량부로 용해하여, 균일한 용액을 조제하였다. 습도 25 ％ 이하에서 정전 방사법에 의해 방사를 실시하고, 시트상의 섬유 성형체를 얻었다. 분출 노즐의 내경은 0.8 ㎜, 전압은 8 kV, 분출 노즐로부터 평판까지의 거리는 25 ㎝ 였다. 상기 평판은, 방사시에는 음극으로서 사용하였다. 얻어진 섬유 성형체의 평균 섬유 직경은 4.5 ㎛ 이고, 두께는 104 ㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 62.4, 산소 원자수량 O (at ％) 는 37.3 이며, 섬유 표면에 있어서의 포스파티딜에탄올아민디올레오일의 중량％ 는 11.5 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 11.5 이다.

[비교예 1]

포스파티딜에탄올아민디올레오일 (닛폰 유지 (주) 제조) 을 포함하지 않는 점 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 섬유 성형체를 조제하였다. 얻어진 섬유 구조물을 구성하는 섬유 성형체의 평균 직경은 5.4 ㎛ 이고, 두께는 95 ㎛ 였다.

[비교예 2]

동결 건조되어 있지 않은 포스파티딜에탄올아민디올레오일 (닛폰 유지 (주) 제조) 0.1 중량부와 폴리락트산 (중량 평균 분자량 26 만 2 천, Purac 사 제조) 9.9 중량부를 디클로로메탄 (칼피셔법에 의한 수분율 2000 ppm 보다 많다) 90 중량부로 용해하고, 섬유 성형체를 습도 42 ? 55 ％ 하에서 조제하였다. 얻어진 섬유 성형체의 평균 섬유 직경은 4.1 ㎛ 이고, 섬유 표면은 다공질 구조이고, 두께는 98 ㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 60.4, 산소 원자수량 O (at ％) 는 39.5 이며, 섬유 표면에 있어서의 포스파티딜에탄올아민디올레오일은 2.0 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 2.0 이며, 섬유 표면에 양친매성 분자의 편석이 불충분한 것을 알 수 있었다.

[실시예 2]

포스파티딜에탄올아민디올레오일 (닛폰 유지 (주) 제조) 을 포스파티딜콜린디라우로일 (닛폰 유지 (주) 제조) 로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 섬유 성형체를 조제하였다. 얻어진 섬유 성형체의 평균 섬유 직경은 4.3 ㎛ 이고, 두께는 102 ㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 62.1, 산소 원자수량 O (at ％) 는 37.2 이며, 섬유 표면에 있어서의 포스파티딜콜린디라우로일은 13.4 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 13.4 이다.

[실시예 3]

폴리락트산을 대신하여 폴리카프로락톤 (평균 분자량 약 70000 ? 100000, 와코우 쥰야쿠 공업 (주) 제조) 을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하였다. 얻어진 섬유 성형체의 평균 섬유 직경은 4.5 ㎛ 이고, 두께는 99㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 75.5, 산소 원자수량 O (at ％) 는 24.1 이며, 섬유 표면에 있어서의 포스파티딜에탄올아민디올레오일은 9.7 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 9.7 이다.

[실시예 4]

폴리락트산을 대신하여 폴리카보네이트 (데이진 카세이 (주) 제조：상품명 「Panlite L1250」) 1 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하였다. 평균 섬유 직경은 3.2 ㎛ 이고, 두께는 102 ㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 83.85, 산소 원자수량 O (at ％) 는 15.78 이며, 섬유 표면에 있어서의 포스파티딜에탄올아민디올레오일은 10.1 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 10.1 이다.

[실시예 5]

폴리락트산을 대신하여 폴리스티렌 (평균 분자량 250000, 칸토 화학 (주) 제조) 을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하였다. 평균 섬유 직경은 6.1 ㎛ 이고, 두께는 102 ㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 98.3, 산소 원자수량 O (at ％) 는 1.4 이며, 섬유 표면에 있어서의 포스파티딜에탄올아민디올레오일은 9.8 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 9.8 이다.

[실시예 6]

폴리락트산을 대신하여 폴리아릴레이트 (유니치카 (주) 제조：상품명 「U-폴리머 U-100」) 를 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하였다. 평균 섬유 직경은 3.4 ㎛ 이고, 두께는 105 ㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 84.7, 산소 원자수량 O (at ％) 는 14.9 이며, 섬유 표면에 있어서의 포스파티딜에탄올아민디올레오일은 10.8 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 10.8 이다.

[실시예 7]

동결 건조시킨 포스파티딜에탄올아민디올레오일 (닛폰 유지 (주) 제조) 0.5 중량부와 폴리락트산 (중량 평균 분자량 26 만 2 천, Purac 사 제조) 9.5 중량부를 몰레큘러시브 (유니온 쇼와 제조 3A 펠릿) 로 건조시킨 디클로로메탄 (칼피셔법에 의한 수분율 500 ppm 이하) 90 중량부로 용해한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 섬유 성형체를 조제하였다. 얻어진 섬유 성형체의 평균 섬유 직경은 4.1 ㎛ 이고, 두께는 97 ㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 73.7, 산소 원자수량 O (at ％) 는 23.5 이며, 섬유 표면에 있어서의 포스파티딜에탄올아민디올레오일은 67.7 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 13.5 이다.

[실시예 8]

동결 건조시킨 포스파티딜에탄올아민디올레오일 (닛폰 유지 (주) 제조) 1.0 중량부와 폴리락트산 (중량 평균 분자량 26 만 2 천, Purac 사 제조) 9.0 중량부를 몰레큘러시브로 건조시킨 디클로로메탄 용액 90 중량부에서 용해한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 섬유 성형체를 조제하였다. 얻어진 섬유 성형체의 평균 섬유 직경은 4.4 ㎛ 이고, 두께는 101 ㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 76.5, 산소 원자수량 O (at ％) 는 20.4 이며, 섬유 표면에 있어서의 포스파티딜에탄올아민디올레오일은 80.9 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 8.09 이다.

[실시예 9]

포스파티딜에탄올아민디올레오일 (닛폰 유지 (주) 제조) 을 포스파티딜에탄올아민디라우로일 (닛폰 유지 (주) 제조) 로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 섬유 성형체를 조제하였다. 얻어진 섬유 성형체의 평균 섬유 직경은 4.6 ㎛ 이고, 두께는 109 ㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 66.4, 산소 원자수량 O (at ％) 는 32.1 이며, 섬유 표면에 있어서의 포스파티딜에탄올아민디라우로일은 43.2 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 43.2 이다.

[실시예 10]

포스파티딜에탄올아민디올레오일 (닛폰 유지 (주) 제조) 을 포스파티딜콜린디에루코일 (닛폰 유지 (주) 제조) 로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 섬유 성형체를 조제하였다. 얻어진 섬유 성형체의 평균 섬유 직경은 3.7 ㎛ 이고, 두께는 93 ㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 68.0, 산소 원자수량 O (at ％) 는 31.2 이며, 섬유 표면에 있어서의 포스파티딜콜린디에루코일은 33.0 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 33.0 이다.

[실시예 11]

포스파티딜에탄올아민디올레오일 (닛폰 유지 (주) 제조) 을 포스파티딜콜린디스테아로일 (닛폰 유지 (주) 제조) 로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 섬유 성형체를 조제하였다. 얻어진 섬유 성형체의 평균 섬유 직경은 4.6 ㎛ 이고, 두께는 103 ㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 64.4, 산소 원자수량 O (at ％) 는 35.2 이며, 섬유 표면에 있어서의 포스파티딜콜린디스테아로일은 20.0 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 20.0 이다.

[실시예 12]

포스파티딜에탄올아민디올레오일 (닛폰 유지 (주) 제조) 을 비이온 계면활성제 SPAN80 (소르비탄 지방산 에스테르, 도쿄 화성 (주) 제조) 로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 섬유 성형체를 조제하였다. 얻어진 섬유 성형체의 평균 섬유 직경은 3.9 ㎛ 이고, 두께는 98 ㎛ 였다. 섬유 표면의 탄소 원자수량 C (at ％) 는 62.3, 산소 원자수량 O (at ％) 는 37.7 이며, 섬유 표면에 있어서의 SPAN80 은 12.4 중량％ 였다. 양친매성 분자의 표면 편재율은 12.4 이다.

[실시예 13]

실시예 1, 2, 7-12, 및 비교예 1, 2 에서 얻어진 섬유 성형체에 대해 친수성 시험을 실시하였다. 결과를 다음 표 1 에 나타낸다.

사용한 섬유 성형체	친수성 시험(cm)
실시예 1	8.6
실시예 2	4.1
실시예 7	4.0
실시예 8	3.2
실시예 9	5.8
실시예 10	8.1
실시예 11	9.5
실시예 12	21.8
비교예 1	29.6
비교예 2	29.2

산업상 이용가능성

본 발명의 섬유 성형체는 친수성이 우수하여, 의료용품, 예를 들어 장기 표면이나 창상 부위의 보호재, 피복재, 시일재, 인공경막, 유착 방지재, 지혈재로서 사용된다.

Claims

소수성 폴리머와 양친매성 분자로 이루어지는 섬유 성형체로서, 평균 섬유 직경이 0.05 ? 50 ㎛ 이고, 양친매성 분자가 섬유 표면에 편석되어 있는 섬유 성형체.
제 1 항에 있어서,
양친매성 분자의 표면 편재율이 5.0 이상인 섬유 성형체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
섬유 성형체 100 중량부에 대해, 양친매성 분자를 0.01 ? 20 중량부 포함하는 섬유 성형체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
소수성 폴리머가 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리아릴레이트, 및 지방족 폴리에스테르로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 섬유 성형체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
소수성 폴리머가 폴리글리콜산, 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 및 그들의 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 섬유 성형체.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
양친매성 분자가 인 지질류, 소르비탄 지방산 에스테르류, 당지질류, 스테로이드류, 및 폴리아미노산류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 섬유 성형체.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
양친매성 분자가 포스파티딜콜린 및/또는 포스파티딜에탄올아민인 섬유 성형체.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
정전 방사법으로 제작된 섬유 성형체.