WO2011059102A1 - 繊維成形体 - Google Patents

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WO2011059102A1
WO2011059102A1 PCT/JP2010/070415 JP2010070415W WO2011059102A1 WO 2011059102 A1 WO2011059102 A1 WO 2011059102A1 JP 2010070415 W JP2010070415 W JP 2010070415W WO 2011059102 A1 WO2011059102 A1 WO 2011059102A1
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WO
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fiber
molded body
fiber molded
weight
amphiphilic molecule
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PCT/JP2010/070415
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本多　勧
由佳子 景山
真 佐竹
兼子　博章
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帝人株式会社
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Priority to CA2780441A priority patent/CA2780441A1/en
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    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
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    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties

Definitions

  • the present invention relates to a fiber molded body comprising a hydrophobic polymer and an amphiphilic molecule, and the amphiphilic molecule is segregated on the fiber surface.
  • the extracellular matrix functions as a scaffold and constructs the tissue, but when the tissue is greatly damaged or defective, it is artificial or until the cells themselves produce the matrix Must be supplemented with natural materials.
  • the scaffold material is an important element that gives the optimum environment for the organization construction. Properties required for such scaffold materials include bioabsorbability, cell and protein adhesion, porosity, and mechanical strength.
  • Synthetic polymers polyglycolic acid, polylactic acid, polycaprolactone, etc.
  • natural polymers collagen, gelatin, elastin, hyaluronic acid, alginic acid, chitosan, etc.
  • Inorganic materials hydroxyapatite, ⁇ -tricalcium phosphate
  • composites thereof have been studied so far.
  • synthetic polymers molded products obtained by processing aliphatic polyester into fibers have various applications such as sutures and bioabsorbable sheets.
  • nanofibers produced by an electrospinning method or the like have a high surface area and thus have high adhesiveness with cells, and their application to cell culture carriers and scaffold materials for regenerative medicine is being studied.
  • adhesiveness is one of the important characteristics required for scaffold materials, but aliphatic polyesters, especially polylactic acid and copolymers of polylactic acid and polyglycolic acid, are hydrophobic and have a hydrophilic environment. When used below, it has the problem of limited interaction with cells and proteins.
  • a method of imparting hydrophilicity to these hydrophobic polymers a method of blending a hydrophilic polymer such as polyethylene glycol and a method of introducing it into a polymer main chain as a block copolymer have been studied. (For example, K. Kim, M. Yu, Biomaterials., 24, 4777 (2003), N. Saito, T. Okada, Nat.
  • a porous fiber composed of a polymer that can be dissolved in a hydrophobic solvent and an organic compound having a plurality of hydroxyl groups (International Publication WO 2004/072336), and the porous fiber is a cell culture substrate. It is described as being useful. However, the porous fiber has a structure excellent in delivering nutrients and the like to cultured cells, and nothing is described about the hydrophilicity and surface composition of the fiber structure.
  • nanofibers of aliphatic polyester containing phospholipid are also known (International Publication WO2006 / 022430).
  • this is an invention related to a fiber structure which is a base material suitable for cell culture, characterized by having pores on the fiber surface.
  • nanofibers in which amphiphilic molecules such as phospholipids segregate on the fiber surface are not disclosed.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a hydrophobic polymer fiber molded body having the necessary hydrophilicity even if the content of amphiphilic molecules is small.
  • the inventors of the present invention have made extensive studies in order to solve the above-mentioned problems. As a result, in a fiber molded body comprising a hydrophobic polymer and an amphiphilic molecule produced under specific conditions, the amphiphilic molecule segregates on the fiber surface.
  • the present inventors have found that hydrophilicity can be imparted even with a small amount of addition of amphiphilic molecules, and that the characteristics of the original hydrophobic polymer such as mechanical properties are not impaired.
  • the present invention is a fiber molded body comprising a hydrophobic polymer and an amphiphilic molecule, having an average fiber diameter of 0.05 to 50 ⁇ m, and the amphiphilic molecule segregated on the fiber surface. It is.
  • the fiber molded body refers to a three-dimensional molded body in which one or a plurality of obtained fibers are laminated and woven, knitted, or formed by other methods.
  • a specific form of the fiber molded body for example, a nonwoven fabric can be mentioned.
  • tubes, meshes and the like processed on the basis of them are also fiber molded articles according to the present invention, and are preferably used in the field of regenerative medicine.
  • the average fiber diameter of the fiber molded body of the present invention is 0.05 to 50 ⁇ m. An average fiber diameter of less than 0.05 ⁇ m is not preferable because the strength of the fiber molded body cannot be maintained.
  • a fiber diameter represents the diameter of a fiber cross section.
  • the shape of the fiber cross section is not limited to a circle, and may be an ellipse or an irregular shape. With respect to the fiber diameter in this case, the average of the length in the major axis direction and the length in the minor axis direction of the ellipse is calculated as the fiber diameter. When the fiber cross section is neither circular nor elliptical, the fiber diameter is calculated by approximating a circle or ellipse.
  • hydrophobic polymer polylactic acid, polylactic acid-polyglycolic acid copolymer, aliphatic polyester such as polycaprolactone, polycarbonate, polystyrene, polyarylate, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, cellulose diacetate, Examples thereof include cellulose triacetate, polyvinyl acetate, polyvinyl methyl ether, and polyethylene succinate, and copolymers thereof, and a mixture of two or more of these may be used. Of these, aliphatic polyester, polycarbonate, polystyrene, and polyarylate are preferable.
  • the aliphatic polyester used in the present invention is preferably a bioabsorbable polymer.
  • the bioabsorbable polymer examples include polylactic acid, polyglycolic acid, polylactic acid-polyglycolic acid copolymer, polycaprolactone, polyglycerol sebacic acid, polyhydroxyalkanoic acid, polybutylene succinate, and derivatives thereof. .
  • it is at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of polyglycolic acid, polylactic acid, polycaprolactone, and those copolymers.
  • the most preferable are polylactic acid and a polylactic acid-glycolic acid copolymer. is there. At this time, it is preferable that the polylactic acid copolymer has few monomer components imparting stretchability.
  • the monomer component imparting stretchability is caprolactone monomer, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, polycaprolactone diol.
  • soft components such as polyalkylene carbonate diol and polyethylene glycol unit. These soft components are preferably less than 20% by weight of the polymer. When there is more soft component than this, it becomes easy to lose self-supporting property, and it becomes a fiber molded body which is too soft and difficult to handle.
  • Monomers constituting the polymer in polylactic acid include L-lactic acid and D-lactic acid, but are not particularly limited.
  • the optical purity and molecular weight of the polymer there are no particular restrictions on the optical purity and molecular weight of the polymer, the composition ratio between the L-form and the D-form, and the arrangement, but a polymer with many L-forms is preferred.
  • a stereocomplex of poly L lactic acid and poly D lactic acid may be used.
  • the molecular weight of the polymer is 1 ⁇ 10 3 to 5 ⁇ 10 6 , preferably 1 ⁇ 10 4 to 1 ⁇ 10 6 , more preferably 5 ⁇ 10 4 to 5 ⁇ 10 5 .
  • the terminal structure of the polymer and the catalyst for polymerizing the polymer can be arbitrarily selected. In the fiber molded body of the present invention, other polymers and other compounds may be used in combination as long as the purpose is not impaired.
  • the polymer preferably has a high purity.
  • the polymer contains less residues such as additives, plasticizers, residual catalysts, residual monomers, and residual solvents used in molding and post-processing.
  • the fiber molded product of the present invention is a fiber molded product containing amphiphilic molecules in an amount of 0.01 to 20% by weight based on the polymer weight.
  • the amphiphilic molecule in the present invention is preferably at least one selected from the group consisting of phospholipids, sorbitan fatty acid esters, glycolipids, steroids, and polyamino acids.
  • Specific amphiphilic molecules include phospholipids such as phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, phosphatidylglycerol; sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan sesquioleate Sorbitan fatty acid esters such as sorbitan trioleate, galactocerebroside, glucocerebroside, globoside, lactosylceramide, trihexosylceramide, paragloboside, galactosyl diacylglycerol, sulfoquinovosyl diacylglycerol, phosphatidylinositol, glycosylpolyprenolic phosphate Glycolipids such as cholesterol, cholic acid, sapogenin, digitoxin, etc.
  • Glycolipids such as cholesterol,
  • amphiphilic molecules are segregated on the fiber surface of the fiber molded body. Segregation on the fiber surface means that the abundance ratio of the amphiphilic molecules on the fiber surface of the fiber molded body composed of hydrophobic polymer and amphiphilic molecules is more than the abundance ratio of the amphiphilic molecules in other parts of the fiber molded body. That means it ’s getting higher.
  • X-ray photoelectron spectroscopy (abbreviated as XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) or ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)
  • secondary flight time Examples include, but are not limited to, an ion mass spectrometer (Time-of-flight secondary mass spectrometer: TOF-SIMS) and a transmission electron microscope (TEM).
  • ESCA was used as a means for analyzing the surface composition of a fiber molded body.
  • the distribution state of the amphiphilic molecules on the fiber surface can be calculated as a weight fraction.
  • each atomic quantity is calculated excluding hydrogen atoms. More specifically, for example, the carbon atom number C (at%) of a composition comprising a hydrophobic polymer and an amphiphilic molecule is represented by the following formula.
  • Carbon atom number C (at%) of a composition comprising a hydrophobic polymer and an amphiphilic molecule) ⁇ (Mol% of amphiphilic molecule) ⁇ (number of carbon atoms in 1 mol of amphiphilic molecule) + (mol% of monomer unit of hydrophobic polymer) ⁇ (number of carbon atoms in 1 mol of monomer unit of hydrophobic polymer) ) ⁇ ⁇ ⁇ (mol% of amphiphilic molecule) ⁇ (atomic quantity excluding hydrogen atom in 1 mol of amphiphilic molecule) + (mol% of hydrophobic polymer unit) ⁇ (hydrogen atom in 1 mol of hydrophobic polymer unit) Excluded atomic quantity) ⁇ Therefore, by substituting the carbon atom quantity C (at%) value obtained by ESCA measurement into the above formula, mol% of each component on the fiber surface and further the weight fraction can be calculated.
  • the average value of the values calculated from the carbon atom quantity C (at%) value and the oxygen atom quantity O (at%) value is The weight fraction of amphiphilic molecules on the surface of the fiber molded body was used. And the degree of surface segregation was evaluated by comparing these obtained average values with the weight fraction of the amphiphilic molecules contained in the fiber molded body.
  • the “surface uneven distribution ratio of the amphiphilic molecule” indicating the degree of surface segregation of the amphiphilic molecule is defined as follows.
  • the fiber molded body of the present invention is preferably 5.0 or more. When this numerical value is smaller than 5, the hydrophilicity of the fiber molded body may be insufficient.
  • the “fibre-molded body surface” means a region to be measured by the analysis method, for example, a region from the outermost surface to 10 nm.
  • the term “segregated on the surface” in the case of the “fiber molded product in which the amphiphilic molecules are segregated on the fiber surface” of the present invention is not limited to those segregated only in this region, but from the outermost surface. It also includes those having segregation (regardless of degree) in deeper regions.
  • the fiber molded body of the present invention may further contain a third component other than the hydrophobic polymer and the amphiphilic molecule.
  • Such components include, for example, FGF (fibroblast growth factor), EGF (epidermal growth factor), PDGF (platelet-derived growth factor), TGF- ⁇ ( ⁇ -type transforming growth factor), NGF (nerve growth factor), HGF Cell growth factors such as (hepatocyte growth factor) and BMP (bone morphogenetic factor) can be mentioned.
  • the total thickness of the fiber molded body is not particularly limited, but is preferably 25 ⁇ m to 200 ⁇ m, more preferably 50 to 100 ⁇ m.
  • the fiber molded body of the present invention is preferably composed of long fibers.
  • the long fiber refers to a fiber molded body that is formed without adding a process of cutting the fiber in the process from spinning to processing into a fiber molded body, and is preferably formed by an electrostatic spinning method.
  • the electrostatic spinning method is a method of obtaining a fiber molded body on an electrode by applying a high voltage to a solution in which a polymer is dissolved in a solvent.
  • the steps include a step of producing a solution by dissolving a polymer in a solvent, a step of applying a high voltage to the solution, a step of ejecting the solution, and evaporating the solvent from the ejected solution to form a fiber.
  • the step of producing a solution by dissolving a polymer in a solvent in the electrospinning method will be described.
  • the concentration of the hydrophobic polymer with respect to the solvent in the solution is preferably 1 to 30% by weight. When the concentration of the hydrophobic polymer is less than 1% by weight, it is not preferable because the concentration is too low and it becomes difficult to form a fiber molded body.
  • the fiber diameter of the resulting fiber molded body is undesirably large.
  • the concentration of the hydrophobic polymer with respect to the solvent in the solution is more preferably 2 to 20% by weight.
  • a solvent may be used individually by 1 type and may combine several solvent. The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the hydrophobic polymer and the amphiphilic molecule and can evaporate at the spinning stage to form a fiber.
  • the solvent is preferably dried, specifically, 2000 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less.
  • the method for drying the solvent is not particularly limited, and examples thereof include distillation and drying with a desiccant.
  • water is contained in the solvent, it is preferable that a solvent miscible with water is contained.
  • a solvent miscible with water is not included, the segregation of the amphiphilic molecules on the fiber surface is insufficient, which is not preferable. Of these, dichloromethane and ethanol are preferable in view of handling properties and physical properties.
  • the method of applying a voltage is not particularly limited as long as a solution in which a hydrophobic polymer is dissolved is ejected to form a fiber molded body, but a method of inserting an electrode into the solution and applying a voltage, There is a method of applying a voltage to the ejection nozzle. An auxiliary electrode can be provided separately from the electrode applied to the solution. Further, the value of the applied voltage is not particularly limited as long as the fiber molded body is formed, but a range of 5 to 50 kV is usually preferable. When the applied voltage is less than 5 kV, the solution is not ejected and a fiber molded body is not formed.
  • the applied voltage is more than 50 kV
  • discharge is generated from the electrode toward the ground electrode. More preferably, it is in the range of 5 to 30 kV.
  • the desired potential may be generated by any appropriate method known in the art.
  • dissolving immediately after ejecting the solution which melt
  • the spinning temperature depends on the evaporation behavior of the solvent and the viscosity of the spinning solution, but is usually in the range of 0 to 50 ° C.
  • water affects the fiber surface. Therefore, in order to obtain a smooth surface fiber with segregated amphiphilic molecules, the atmosphere during spinning is reduced to low humidity. It is preferable to set. Specifically, the relative humidity is 35% or less, preferably 30% or less, more preferably 25% or less, and particularly preferably 20% or less.
  • the method for eliminating the charge of the fiber molded body is not particularly limited, but a preferable method is a method for eliminating the charge with an ionizer.
  • An ionizer is an apparatus that can generate ions by a built-in ion generator and discharge the charges to the charged object, thereby eliminating the charge of the charged object.
  • a preferable ion generator that constitutes an ionizer used in the method for producing a fiber molded body of the present invention there is an apparatus that generates ions by applying a high voltage to a built-in discharge needle.
  • the method for accumulating the fiber molded body by the charge disappearance is not particularly limited, but as a normal method, there is a method in which the electrostatic force of the fiber molded body is lost by the charge disappearance and dropped and accumulated by its own weight.
  • the coating method and treatment conditions at this time, and the chemicals used for the treatment can be arbitrarily selected within a range that does not damage the fiber structure and impair the purpose of the present invention.
  • a drug can be optionally contained inside the fiber of the fiber molded body of the present invention.
  • the drug used is not particularly limited as long as it is soluble in a volatile solvent and does not impair the physiological activity by dissolution.
  • Specific examples of such drugs include tacrolimus or its analogs, statins, and taxane anticancer agents.
  • the drug may be a protein preparation or a nucleic acid drug as long as it can maintain activity in a volatile solvent.
  • medical agent may be included and a metal, polysaccharide, a fatty acid, surfactant, and a volatile solvent tolerance microorganism may be sufficient.
  • Average fiber diameter The surface of the resulting fiber molded body was randomly selected from 20 photographs taken with a scanning electron microscope (Keyence Co., Ltd .: trade name “VE8800”) at a magnification of 2000 times to select the fiber diameter. The average value of all the fiber diameters was measured and taken as the average fiber diameter. The number of samples is 20.
  • Average thickness Using a high-precision digital length measuring machine (Mitutoyo Co., Ltd .: trade name “Lightmatic VL-50”), the thickness of the fiber molded body is measured with a length measuring force of 0.01 N, and the average value of 10 samples is calculated. did.
  • Carbon atom quantity C (at%) value and oxygen atom quantity O (at%) value on the fiber surface Detection was performed at a photoelectron take-off angle of 45 degrees using VG company ESCALAB 200 as the photoelectron spectrometer and MgK ⁇ ray (1253.6 eV) as the X-ray. 4).
  • Hydrophilic test The obtained fiber molded body was sandwiched between filter holders ( ⁇ 8 mm) using a silicon sheet (1 mm) as a packing.
  • the above filter holder is set under a glass cylindrical tube, and 7% albumin (derived from bovine serum, pH 5.2: manufactured by Wako Pure Chemical Industries) / PBS (200112 Phosphate-Buffered Saline, liquid: manufactured by GIBCO) 3 Injected at a rate of 87 mL / min.
  • 7% albumin / PBS solution reaches a certain liquid volume, the liquid permeates the sheet.
  • the wettability was judged from the height of the liquid column required for permeation. That is, the lower the height of the liquid column, the better the hydrophilicity.
  • the test was conducted with 3 samples, and the average value was used.
  • Example 1 Freeze-dried phosphatidylethanolaminediole oil (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) 0.1 part by weight and polylactic acid (weight average molecular weight 262,000, manufactured by Purac) 9.9 parts by weight molecular sieve (Union Showa 3A) Pellets) were dissolved in 90 parts by weight of dichloromethane (moisture content of 500 ppm or less by Karl Fischer method) to prepare a uniform solution. Spinning was performed by electrostatic spinning at a humidity of 25% or less to obtain a sheet-like fiber molded body.
  • the inner diameter of the ejection nozzle was 0.8 mm, the voltage was 8 kV, and the distance from the ejection nozzle to the flat plate was 25 cm.
  • the flat plate was used as a cathode during spinning.
  • the obtained fiber molded body had an average fiber diameter of 4.5 ⁇ m and a thickness of 104 ⁇ m.
  • the carbon atom number C (at%) on the fiber surface is 62.4, the oxygen atom number O (at%) is 37.3, and the weight% of phosphatidylethanolamine dioleoyl on the fiber surface is 11.5% by weight. there were.
  • the surface uneven distribution rate of the amphiphilic molecules is 11.5.
  • Example 1 A fiber molded body was prepared in the same manner as in Example 1 except that phosphatidylethanolamine dioleo oil (manufactured by NOF Corporation) was not included.
  • the fiber molded body constituting the obtained fiber structure had an average diameter of 5.4 ⁇ m and a thickness of 95 ⁇ m.
  • Comparative Example 2 0.1 parts by weight of phosphatidylethanolamine dioleoyl oil (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) and 9.9 parts by weight of polylactic acid (weight average molecular weight 262,000, manufactured by Purac) were added to dichloromethane (Karl Fischer).
  • the fiber molded body was prepared under a humidity of 42 to 55%.
  • the average fiber diameter of the obtained fiber molded body was 4.1 ⁇ m, the fiber surface had a porous structure, and the thickness was 98 ⁇ m.
  • the carbon atom number C (at%) on the fiber surface was 60.4, the oxygen atom number O (at%) was 39.5, and the phosphatidylethanolamine dioleoyl on the fiber surface was 2.0% by weight.
  • the surface uneven distribution rate of the amphiphilic molecules was 2.0, and it was found that segregation of the amphiphilic molecules was insufficient on the fiber surface.
  • Example 2 A fiber molded body was prepared in the same manner as in Example 1 except that phosphatidylethanolamine dioleoyl (Nippon Yushi Co., Ltd.) was changed to phosphatidylcholine dilauroyl (Nippon Yushi Co., Ltd.).
  • the obtained fiber molded body had an average fiber diameter of 4.3 ⁇ m and a thickness of 102 ⁇ m.
  • the carbon atom number C (at%) on the fiber surface was 62.1
  • the oxygen atom number O (at%) was 37.2
  • phosphatidylcholine dilauroyl on the fiber surface was 13.4% by weight.
  • the surface uneven distribution rate of the amphiphilic molecule is 13.4.
  • Example 3 The same operation as in Example 1 was performed except that polycaprolactone (average molecular weight of about 70,000 to 100,000, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of polylactic acid.
  • the obtained fiber molded body had an average fiber diameter of 4.5 ⁇ m and a thickness of 99 ⁇ m.
  • the carbon atom number C (at%) on the fiber surface was 75.5
  • the oxygen atom number O (at%) was 24.1
  • the phosphatidylethanolamine dioleoyl on the fiber surface was 9.7% by weight.
  • the surface uneven distribution rate of the amphiphilic molecule is 9.7.
  • Example 4 The same operation as in Example 1 was performed except that 1 part by weight of polycarbonate (manufactured by Teijin Chemicals Ltd .: trade name “Panlite L1250”) was used instead of polylactic acid.
  • the average fiber diameter was 3.2 ⁇ m and the thickness was 102 ⁇ m.
  • the carbon atom number C (at%) on the fiber surface was 83.85, the oxygen atom number O (at%) was 15.78, and the phosphatidylethanolamine dioleoyl on the fiber surface was 10.1% by weight.
  • the surface uneven distribution rate of the amphiphilic molecules is 10.1.
  • Example 5 The same operation as in Example 1 was performed except that polystyrene (average molecular weight 250,000, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was used instead of polylactic acid.
  • the average fiber diameter was 6.1 ⁇ m and the thickness was 102 ⁇ m.
  • the carbon atom number C (at%) on the fiber surface was 98.3, the oxygen atom number O (at%) was 1.4, and the phosphatidylethanolamine dioleoyl on the fiber surface was 9.8% by weight.
  • the surface uneven distribution rate of the amphiphilic molecule is 9.8.
  • Example 6 The same operation as in Example 1 was performed except that polyarylate (manufactured by Unitika Ltd .: trade name “U-polymer U-100”) was used instead of polylactic acid.
  • the average fiber diameter was 3.4 ⁇ m and the thickness was 105 ⁇ m.
  • the carbon atom number C (at%) on the fiber surface was 84.7
  • the oxygen atom number O (at%) was 14.9
  • the phosphatidylethanolamine dioleoyl on the fiber surface was 10.8% by weight.
  • the surface uneven distribution rate of the amphiphilic molecules is 10.8.
  • Example 7 0.5 parts by weight of lyophilized phosphatidylethanolamine dioleoyl oil (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) and 9.5 parts by weight of polylactic acid (weight average molecular weight 262,000, manufactured by Purac) were added to a molecular sieve (Union Showa 3A).
  • a fiber molded body was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was dissolved in 90 parts by weight of dichloromethane (moisture content of 500 ppm or less by Karl Fischer method) dried with pellets.
  • the obtained fiber molded body had an average fiber diameter of 4.1 ⁇ m and a thickness of 97 ⁇ m.
  • Example 8 A dichloromethane solution obtained by drying 1.0 parts by weight of lyophilized phosphatidylethanolamine dioleoyl (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) and 9.0 parts by weight of polylactic acid (weight average molecular weight 262,000, manufactured by Purac) with molecular sieves.
  • a fiber molded body was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was dissolved in 90 parts by weight.
  • the obtained fiber molded body had an average fiber diameter of 4.4 ⁇ m and a thickness of 101 ⁇ m.
  • the carbon atom number C (at%) on the fiber surface was 76.5
  • the oxygen atom number O (at%) was 20.4
  • the phosphatidylethanolamine dioleoyl on the fiber surface was 80.9% by weight.
  • the surface uneven distribution rate of the amphiphilic molecule is 8.09.
  • Example 9 A fiber molded body was prepared in the same manner as in Example 1 except that phosphatidylethanolamine dioleoyl (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) was changed to phosphatidylethanolamine dilauroyl (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.).
  • the obtained fiber molded body had an average fiber diameter of 4.6 ⁇ m and a thickness of 109 ⁇ m.
  • the carbon atom number C (at%) on the fiber surface was 66.4, the oxygen atom number O (at%) was 32.1, and phosphatidylethanolamine dilauroyl on the fiber surface was 43.2% by weight.
  • Example 10 A fiber molded body was prepared in the same manner as in Example 1 except that phosphatidylethanolamine dioleoyl oil (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) was changed to phosphatidylcholine dies coil (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.).
  • the obtained fiber molded body had an average fiber diameter of 3.7 ⁇ m and a thickness of 93 ⁇ m.
  • the carbon atom number C (at%) on the fiber surface was 68.0
  • the oxygen atom number O (at%) was 31.2
  • the phosphatidylcholine dies coil on the fiber surface was 33.0% by weight.
  • the surface uneven distribution rate of the amphiphilic molecules is 33.0.
  • Example 11 A fiber molded body was prepared in the same manner as in Example 1 except that phosphatidylethanolamine dioleoyl oil (manufactured by NOF Corporation) was changed to phosphatidylcholine distearoyl (manufactured by NOF Corporation).
  • the obtained fiber molded body had an average fiber diameter of 4.6 ⁇ m and a thickness of 103 ⁇ m.
  • the carbon atom number C (at%) on the fiber surface was 64.4, the oxygen atom number O (at%) was 35.2, and phosphatidylcholine distearoyl on the fiber surface was 20.0% by weight.
  • the surface uneven distribution rate of the amphiphilic molecules is 20.0.
  • Example 12 A fiber molded body was prepared in the same manner as in Example 1 except that phosphatidylethanolamine dioleoyl oil (manufactured by NOF Corporation) was changed to a nonionic surfactant SPAN80 (sorbitan fatty acid ester, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). .
  • the obtained fiber molded body had an average fiber diameter of 3.9 ⁇ m and a thickness of 98 ⁇ m.
  • the carbon atom number C (at%) on the fiber surface was 62.3
  • the oxygen atom number O (at%) was 37.7
  • SPAN80 on the fiber surface was 12.4% by weight.
  • the surface uneven distribution rate of the amphiphilic molecule is 12.4.
  • Example 13 The hydrophilicity test was implemented about the fiber molded object obtained in Example 1, 2, 7-12 and Comparative Example 1,2. The results are shown in the following table.
  • the fiber molded body of the present invention has excellent hydrophilicity, and is used as a medical product, for example, a protective material for an organ surface or a wound site, a covering material, a sealing material, an artificial dura mater, an adhesion preventing material, or a hemostatic material.

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Abstract

疎水性ポリマーと両親媒性分子からなり、平均繊維径が０．０５～５０μｍであり、両親媒性分子が繊維表面に偏析している親水性に優れた繊維成形体。

Description

繊維成形体
　本発明は、疎水性ポリマーと両親媒性分子からなり、両親媒性分子が繊維表面に偏析している繊維成形体に関する。
　近年、大きく損傷した、ないし失われた生体組織と臓器の治療法として、細胞の分化、増殖能を利用し、元の生体組織および臓器に再構築する再生医療の研究が活発になってきている。生体内において細胞が分化・増殖する場合、細胞外マトリックスが足場として機能し、組織の構築を行っているが、組織が大きく損傷・欠損している場合、細胞自身がマトリックスを産生するまで人工もしくは天然材料で補う必要がある。つまり足場材料は組織構築の上で最適な環境を与える重要な要素である。かかる足場材料に求められる特性として、生体吸収性、細胞やタンパク質の接着性、多孔質性、力学強度が挙げられる。これらの特性を満足する材料を創生することを目的として、合成高分子（ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリカプロラクトンなど）、天然高分子（コラーゲン、ゼラチン、エラスチン、ヒアルロン酸、アルギン酸、キトサンなど）、無機材料（ハイドロキシアパタイト、β−リン酸三カルシウム）、およびこれらの複合体がこれまで検討されてきた。
　合成高分子の中でも脂肪族ポリエステルを繊維に加工した成形体は、縫合糸や生体吸収性シートなど様々な応用がなされている。また、静電紡糸法などで作製されるナノファイバーは、表面積が大きいため細胞との接着性が高く、細胞培養用の担体や再生医療のための足場材料への応用が検討されている。
　前述したように、足場材料に求められる重要な特性の一つとして接着性があるが、脂肪族ポリエステル、特にポリ乳酸やポリ乳酸とポリグリコール酸の共重合体は疎水性ゆえ、親水性の環境下で使用する場合、細胞やタンパク質との相互作用が制限されるという問題を有していた。
　その問題を解決すべく、これら疎水性ポリマーに親水性を付与する方法として、ポリエチレングリコールのような親水性ポリマーをブレンドする方法や、ブロック共重合体としてポリマー主鎖に導入する方法が検討されている（例えばＫ．Ｋｉｍ，Ｍ．Ｙｕ，Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ．，２４，４９７７（２００３）、Ｎ．Ｓａｉｔｏ，Ｔ．Ｏｋａｄａ，Ｎａｔ．Ｂｉｏｔｅｃｈ．，１９，３３２（２００１））。しかし、親水性を付与するためには親水性ポリマーが比較的多量に必要であり、またブロック共重合体の場合、分子量が不十分であり力学強度として満足のいくものが得られていない。
　また、疎水性溶媒に溶解可能なポリマーと複数の水酸基を有する有機化合物とからなる多孔質繊維が開示されており（国際公開ＷＯ２００４／０７２３３６号明細書）、該多孔質繊維は細胞培養の基材として有用であることが記載されている。
　しかしながら、該多孔質繊維は培養細胞に養分などを届けるのに優れた構造としたものであり、繊維構造体の親水性や表面組成については何ら記載されていない。
　さらに、リン脂質を含む脂肪族ポリエステルのナノファイバーも知られている（国際公開ＷＯ２００６／０２２４３０号明細書）。しかし、これは繊維表面に孔を有することを特徴とする細胞培養に適した基材となる繊維構造体に関する発明であり、リン脂質等の両親媒性分子が繊維表面に偏析したナノファイバーについては開示されていない。
　本発明が解決しようとする課題は、両親媒性分子の含有量が少なくても必要な親水性をもつ疎水性ポリマー繊維成形体を提供することである。
　本発明の発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定条件で製造された疎水性ポリマーと両親媒性分子からなる繊維成形体においては、両親媒性分子が繊維表面に偏析していることにより、両親媒性分子の添加が少量でも親水性を付与できること、しかも機械的物性等、もともとの疎水性ポリマーが有する特徴を損なわないことを見出し、本発明に到達した。
　すなわち、本発明は、疎水性ポリマーと両親媒性分子からなる繊維成形体であって、平均繊維径が０．０５~５０μｍであり、両親媒性分子が繊維表面に偏析している繊維成形体である。
　本発明において、繊維成形体とは、得られた一本または複数本の繊維が積層され、織り、編まれ、もしくはその他の手法により形成された３次元の成形体をいう。具体的な繊維成形体の形態としては、例えば不織布が挙げられる。さらに、それをもとに加工したチューブ、メッシュなども本発明にいう繊維成形体であり、再生医療分野において好ましく用いられる。
　本発明の繊維成形体の平均繊維径は０．０５~５０μｍである。平均繊維径が、０．０５μｍよりも小さいと、繊維成形体の強度が保てないため好ましくない。また平均繊維径が５０μｍよりも大きいと、繊維の比表面積が小さく、生着する細胞数が少なくなるため好ましくない。さらに好ましくは、平均繊維径が０．２~２０μｍである。なお、繊維径とは繊維断面の直径を表す。繊維断面の形状は円形に限らず、楕円形や異形になることもありうる。この場合の繊維径とは、該楕円形の長軸方向の長さと短軸方向の長さの平均をその繊維径として算出する。また、繊維断面が円形でも楕円形でもないときには円または楕円に近似して繊維径を算出する。
　本発明において、疎水性ポリマーとしては、ポリ乳酸、ポリ乳酸−ポリグリコール酸共重合体、ポリカプロラクトンなどの脂肪族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ポリビニルアセテート、ポリビニルメチルエーテル、およびポリエチレンサクシネート、ならびにこれらの共重合体が挙げられ、これらの２種以上の混合物であってもよい。なかでも脂肪族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアリレートが好ましい。
　本発明において使用される脂肪族ポリエステルは、生体吸収性ポリマーであることが好ましい。生体吸収性のポリマーとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ乳酸−ポリグリコール酸共重合体、ポリカプロラクトン、ポリグリセロールセバシン酸、ポリヒドロキシアルカン酸、ポリブチレンサクシネート、およびこれらの誘導体が例示できる。
　これらの中でも、好ましくはポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、およびそれらの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、最も好ましいのはポリ乳酸、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体である。
　このとき、ポリ乳酸の共重合体は、伸縮性を付与するモノマー成分が少ないほうが好ましい。ここで伸縮性を付与するモノマー成分とは、カプロラクトンモノマーや、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ポリカプロラクトンジオール、ポリアルキレンカーボネートジオール、ポリエチレングリコールユニットなどの軟質成分が例示できる。これらの軟質成分はポリマー重量比で２０％未満であることが好ましい。これよりも軟質成分が多いと自己支持性を失いやすく、やわらかすぎて取り扱いにくい繊維成形体になる。
　ポリ乳酸におけるポリマーを構成するモノマーにはＬ−乳酸およびＤ−乳酸があるが、特に制限はない。また、ポリマーの光学純度や分子量、Ｌ体とＤ体の組成比、配列には特に制限はないが、好ましくはＬ体の多いポリマーである。ポリＬ乳酸とポリＤ乳酸のステレオコンプレックスを用いてもよい。
　また、ポリマーの分子量としては、１×１０３~５×１０６であり、好ましくは１×１０４~１×１０６、より好ましくは５×１０４~５×１０５である。また、ポリマーの末端構造やポリマーを重合する触媒は任意に選択できる。
　本発明の繊維成形体においては、その目的を損なわない範囲で、他のポリマーや他の化合物を併用してもよい。例えば、ポリマー共重合、ポリマーブレンド、化合物混合である。
　ポリマーは高純度であることが好ましく、とりわけポリマー中に含まれる添加剤や可塑剤、残存触媒、残存モノマー、成形加工や後加工に用いた残留溶媒などの残留物は少ないほうが好ましい。特に、医療に用いる場合は安全性の基準値未満に抑える必要がある。
　本発明の繊維成形体は、両親媒性分子をポリマー重量に対して０．０１~２０重量％含有する繊維成形体である。両親媒性分子の含有量が０．０１重量％より少ないと親水性を示さず、２０重量％よりも多いと、繊維成形体自体の耐久性が低下し、好ましくない。好ましい含有量は０．０２~１５重量％であり、さらに好ましくは０．０５~１０重量％である。
　本発明における両親媒性分子としては、リン脂質類、ソルビタン脂肪酸エステル類、糖脂質類、ステロイド類、およびポリアミノ酸類からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。具体的な両親媒性分子としては、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロールなどのリン脂質類；モノラウリン酸ソルビタン、モノパルミチン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、セスキオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタンなどのソルビタン脂肪酸エステル類、ガラクトセレブロシド、グルコセレブロシド、グロボシド、ラクトシルセラミド、トリヘキソシルセラミド、パラグロボシド、ガラクトシルジアシルグリセロール、スルホキノボシルジアシルグリセロール、ホスファチジルイノシトール、グリコシルポリプレノールリン酸などの糖脂質類；コレステロール、コール酸、サポゲニン、ジギトキシンなどのステロイド類；およびポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリジンなどのポリアミノ酸類が挙げられる。
　本発明において、両親媒性分子を使用する前に、凍結乾燥、熱風乾燥、減圧乾燥等により乾燥しておくことが好ましい。
　本発明の繊維成形体においては、両親媒性分子が繊維成形体の繊維表面に偏析している。繊維表面への偏析とは、疎水性ポリマーと両親媒性分子からなる繊維成形体の繊維表面における両親媒性分子の存在比が、繊維成形体の他の部分における両親媒性分子の存在比より高くなっていることをいう。
　本発明の繊維成形体における両親媒性分子の分布状態を評価する手段としては、Ｘ線光電子分光（略称ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ　Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）またはＥＳＣＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ｆｏｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ））、飛行時間二次イオン質量分析計（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｉｏｎ　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ：ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　本明細書の実施例や比較例においては、繊維成形体の表面組成分析手段としてＥＳＣＡを使用した。繊維成形体のＥＳＣＡ測定より得られた炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）値および酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）値から繊維表面における両親媒性分子の分布状態を重量分率として算出することができる。ただし、ＥＳＣＡ測定では水素原子を測定できないため、水素原子を除いて各原子数量を算出する。
　より詳しくは、例えば疎水性ポリマーと両親媒性分子とからなる組成物の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は下記式で表される。
（疎水性ポリマーと両親媒性分子とからなる組成物の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％））
＝｛（両親媒性分子のｍｏｌ％）×（両親媒性分子１ｍｏｌ中の炭素原子数量）＋（疎水性ポリマーのモノマーユニットのｍｏｌ％）×（疎水性ポリマーのモノマーユニット１ｍｏｌ中の炭素原子数量）｝
÷｛（両親媒性分子のｍｏｌ％）×（両親媒性分子１ｍｏｌ中の水素原子を除いた原子数量）＋（疎水性ポリマーユニットのｍｏｌ％）×（疎水性ポリマーユニット１ｍｏｌ中の水素原子を除いた原子数量）｝
　よって、ＥＳＣＡ測定で得られた炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）値を上記の式に代入することで繊維表面における各成分のｍｏｌ％、さらには重量分率を算出することができる。同様に酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）値からも算出することができ、本明細書では炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）値および酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）値から算出した値の平均値を繊維成形体表面における両親媒性分子の重量分率とした。そして、得られたこれらの平均値を繊維成形体中に含まれる両親媒性分子の重量分率と比較することで、表面偏析の度合いを評価した。
　ここで、両親媒性分子の表面偏析の度合いを示す「両親媒性分子の表面偏在率」を次式のように定義する。
（両親媒性分子の表面偏在率）＝（繊維成形体表面における両親媒性分子の重量分率）／（繊維成形体に含まれる両親媒性分子の重量分率）
　本発明の繊維成形体は、５．０以上が好ましい。この数値が５より小さい場合は、繊維成形体の親水性が不足する場合がある。
　なお、ここでいう「繊維成形体表面」とは、前記分析法による測定対象たる領域を意味し、例えば最表面から１０ｎｍまでの領域をいう。また、本発明の「両親媒性分子が繊維表面に偏析している繊維成形体」というときの「表面に偏析」とは、この領域だけに偏析しているものに限定されず、最表面からさらに深い領域にも偏析（その程度は問わない）があるものも包含する。
　本発明の繊維成形体は、疎水性ポリマー、両親媒性分子以外の第３成分をさらに含有してもよい。かかる成分には、例えばＦＧＦ（繊維芽細胞増殖因子）、ＥＧＦ（上皮増殖因子）、ＰＤＧＦ（血小板由来増殖因子）、ＴＧＦ−β（β型形質転換増殖因子）、ＮＧＦ（神経増殖因子）、ＨＧＦ（肝細胞増殖因子）、ＢＭＰ（骨形成因子）などの細胞増殖因子が挙げられる。
　繊維成形体の全体の厚みに関しては、特に制限はないが、好ましくは２５μｍ~２００μｍ、さらに好ましくは５０~１００μｍである。
　本発明の繊維成形体は好ましくは長繊維よりなる。長繊維とは、紡糸から繊維成形体への加工に至る工程の中で、繊維を切断する工程を加えずに形成される繊維成形体をいい、静電紡糸法で形成することが好ましい。
　静電紡糸法は、ポリマーを溶媒に溶解させた溶液に高電圧を印加することで、電極上に繊維成形体を得る方法である。工程としては、高分子を溶媒に溶解させて溶液を製造する工程と、該溶液に高電圧を印加させる工程と、該溶液を噴出させる工程と、噴出させた溶液から溶媒を蒸発させて繊維成形体を形成させる工程と、任意に実施しうる工程として形成された繊維成形体の電荷を消失させる工程と、電荷消失によって繊維成形体を累積させる工程を含む。
　静電紡糸法における、ポリマーを溶媒に溶解させて溶液を製造する段階について説明する。本発明の製造方法における溶液中の溶媒に対する疎水ポリマーの濃度は１~３０重量％であることが好ましい。疎水性ポリマーの濃度が１重量％より小さいと、濃度が低すぎるため繊維成形体を形成することが困難となり好ましくない。また、３０重量％より大きいと、得られる繊維成形体の繊維径が大きくなり好ましくない。より好ましい溶液中の溶媒に対する疎水性ポリマーの濃度は２~２０重量％である。
　溶媒は一種を単独で用いてもよく、複数の溶媒を組み合わせてもよい。前記溶媒としては、疎水性ポリマーと両親媒性分子を溶解可能で、かつ紡糸する段階で蒸発し、繊維を形成可能なものであれば特に限定されず、例えばアセトン、クロロホルム、エタノール、２−プロパノール、メタノール、トルエン、テトラヒドロフラン、ベンゼン、ベンジルアルコール、１，４−ジオキサン、１−プロパノール、ジクロロメタン、四塩化炭素、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、フェノール、ピリジン、トリクロロエタン、酢酸、蟻酸、ヘキサフルオロ−２−プロパノール、ヘキサフルオロアセトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド、１，３−ジオキソラン、メチルエチルケトン、および上記溶媒の混合溶媒が挙げられる。
　静電紡糸法で本発明の繊維成形体を作製する場合、水が繊維表面に影響を与えることから、水分を管理することが好ましい。水分を管理するために、溶媒は乾燥していることが好ましく、具体的には２０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下で管理することが好ましい。溶媒の乾燥方法としては特に限定されないが、蒸留、乾燥剤による乾燥を挙げることができる。
　一方、溶媒中に水が含まれる場合は、水と混和する溶媒が含まれていることが好ましい。水と混和する溶媒が含まれていない場合、両親媒性分子の繊維表面への偏析が不十分となり好ましくない。
　これらのうち、取り扱い性や物性などから、ジクロロメタン、エタノールが好ましい。
　次に、溶液に高電圧を印加させる段階と、溶液を噴出させる段階と、噴出された溶液から溶媒を蒸発させて繊維成形体を形成させる段階について説明する。
　本発明の繊維成形体の製造方法においては、疎水性ポリマーと両親媒性分子を溶解した溶液を噴出させ、繊維成形体を形成させるために、溶液に高電圧を印加させる必要がある。電圧を印加させる方法については、疎水性ポリマーを溶解した溶液を噴出させ、繊維成形体が形成されるものであれば特に限定されないが、溶液に電極を挿入して電圧を印加させる方法や、溶液噴出ノズルに対して電圧を印加させる方法などがある。
　また、溶液に印加させる電極とは別に補助電極を設けることも可能である。また、印加電圧の値については、前記繊維成形体が形成されれば特に限定されないが、通常は５~５０ｋＶの範囲が好ましい。印加電圧が５ｋＶより小さい場合は、溶液が噴出されずに繊維成形体が形成されないため好ましくなく、印加電圧が５０ｋＶより大きい場合は、電極からアース電極に向かって放電が起きるため好ましくない。より好ましくは５~３０ｋＶの範囲である。所望の電位は従来公知の任意の適切な方法で作ればよい。
　こうすることで、疎水性ポリマーと両親媒性分子を溶解した溶液を噴出させた直後に溶解するのに使用した溶媒が揮発して繊維成形体が形成される。通常の紡糸は大気下、室温で行われるが、揮発が不十分である場合には陰圧下で行うことや、高温の雰囲気下で行うことも可能である。また、紡糸する温度は溶媒の蒸発挙動や紡糸液の粘度に依存するが、通常は０~５０℃の範囲である。静電紡糸法で繊維成形体を作製する場合、水が繊維表面に影響を与えることから、両親媒性分子が偏析した平滑な表面の繊維を得るために、紡糸する際の雰囲気を低湿度に設定することが好ましい。具体的には、相対湿度３５％以下、好ましくは同３０％以下、より好ましくは同２５％以下、特に好ましくは同２０％以下である。
　次に、形成された繊維成形体の電荷を消失させる段階について説明する。前記繊維成形体の電荷を消失させる方法は特に限定はされないが、好ましい方法としてイオナイザーにより電荷を消失させる方法が挙げられる。イオナイザーとは、内蔵のイオン発生装置によりイオンを発生させ、前記イオンを帯電物に放出させることにより前記帯電物の電荷を消失させうる装置である。本発明の繊維成形体の製造方法で用いられるイオナイザーを構成する好ましいイオン発生装置として、内蔵の放電針に高電圧を印加させることによりイオンを発生する装置が挙げられる。
　次に、前記電荷消失によって繊維成形体を累積させる段階について説明する。前記電荷消失によって繊維成形体を累積させる方法は特に限定はされないが、通常の方法として、電荷消失により繊維成形体の静電力を失わせ、自重により落下、累積させる方法が挙げられる。また、必要に応じて静電力を消失させた繊維成形体を吸引してメッシュ上に累積させる方法、装置内の空気を対流させてメッシュ上に累積させる方法を行ってもよい。
　本発明の繊維成形体の表面に、さらに綿状の繊維構造物を積層することや、綿状構造物を本発明の繊維成形体ではさんでサンドイッチ構造にするなどの加工は、本発明の目的を損ねない範囲で任意に実施しうる。
　医療応用においては、さらに抗血栓性を付与するためのコーティング処理、抗体や生理活性物質で表面をコーティングすることも任意に実施できる。このときのコーティング方法や処理条件、その処理に用いる化学薬品は、繊維の構造を極端に破壊せず、本発明の目的を損なわない範囲で任意に選択できる。
　本発明の繊維成形体の繊維内部にも任意に薬剤を含ませることができる。静電紡糸法で成形する場合は、揮発性溶媒に可溶であり、溶解によりその生理活性を損なわないものであれば、使用する薬剤に特に制限はない。
　かかる薬剤の具体例としては、タクロリムスもしくはその類縁体、スタチン系、またはタキサン系抗癌剤が例示できる。
　また、上記薬剤は、揮発性溶媒中において活性を維持することが可能であればタンパク質製剤、核酸医薬であってもよい。また薬剤以外のものも含んでよく、金属、多糖、脂肪酸、界面活性剤、揮発性溶媒耐性微生物であってもよい。
　はじめに、各実施例、比較例で採用した測定法を整理する。
１．平均繊維径：
　得られた繊維成形体の表面を走査型電子顕微鏡（キーエンス（株）：商品名「ＶＥ８８００」）により、倍率２０００倍で撮影して得た写真から無作為に２０箇所を選んで繊維の径を測定し、すべての繊維径の平均値を求めて、平均繊維径とした。標本数は２０である。
２．平均厚：
　高精度デジタル測長機（（株）ミツトヨ：商品名「ライトマチックＶＬ−５０」）を用いて測長力０．０１Ｎにより繊維成形体の膜厚を測定し、標本数１０の平均値を算出した。なお、本測定においては測定機器が使用可能な最小の測定力で測定を行った。
３．繊維表面における炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）値および酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）値：
　光電子分光装置としてＶＧ社ＥＳＣＡＬＡＢ２００、Ｘ線としてＭｇＫα線（１２５３．６ｅＶ）を使用して光電子取出角４５度で検出した。
４．親水性試験：
　得られた繊維成形体を、シリコンシート（１ｍｍ）をパッキンとしてフィルターホルダー（Φ８ｍｍ）に挟んだ。続いてガラス製の円筒管の下に上記フィルターホルダーをセットし、７％アルブミン（ウシ血清由来、ｐＨ５．２：和光純薬製）／ＰＢＳ（２００１２Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ−Ｂｕｆｆｅｒｅｄ　Ｓａｌｉｎｅ、ｌｉｑｕｉｄ：ＧＩＢＣＯ製）液を３．８７ｍＬ／分の速度で注入した。７％アルブミン／ＰＢＳ溶液がある液量に達した時に液がシートを透過する。この透過するのに要した液柱の高さから濡れ性を判断した。すなわち、液柱の高さが低いほど、親水性が良いことになる。試験は標本数３で実施し、その平均値を用いた。
［実施例１］
　凍結乾燥したホスファチジルエタノールアミンジオレオイル（日本油脂（株）製）０．１重量部とポリ乳酸（重量平均分子量２６万２千、Ｐｕｒａｃ社製）９．９重量部をモレキュラシーブ（ユニオン昭和製３Ａペレット）で乾燥したジクロロメタン（カールフィッシャー法による水分率５００ｐｐｍ以下）９０重量部で溶解し、均一な溶液を調製した。湿度２５％以下で静電紡糸法により紡糸を行い、シート状の繊維成形体を得た。噴出ノズルの内径は０．８ｍｍ、電圧は８ｋＶ、噴出ノズルから平板までの距離は２５ｃｍであった。上記平板は、紡糸時は陰極として用いた。得られた繊維成形体の平均繊維径は４．５μｍであり、厚さは１０４μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は６２．４、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は３７．３であり、繊維表面におけるホスファチジルエタノールアミンジオレオイルの重量％は１１．５重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は１１．５である。
［比較例１］
　ホスファチジルエタノールアミンジオレオイル（日本油脂（株）製）を含まない点以外は、実施例１と同様に繊維成形体を調製した。得られた繊維構造物を構成する繊維成形体の平均径は５．４μｍであり、厚さは９５μｍであった。
［比較例２］
　凍結乾燥していないホスファチジルエタノールアミンジオレオイル（日本油脂（株）製）０．１重量部とポリ乳酸（重量平均分子量２６万２千、Ｐｕｒａｃ社製）９．９重量部をジクロロメタン（カールフィッシャー法による水分率２０００ｐｐｍより多い）９０重量部で溶解し、繊維成形体を湿度４２~５５％の下で調製した。得られた繊維成形体の平均繊維径は４．１μｍであり、繊維表面は多孔質構造であり、厚さは９８μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は６０．４、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は３９．５であり、繊維表面におけるホスファチジルエタノールアミンジオレオイルは２．０重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は２．０であり、繊維表面に両親媒性分子の偏析が不十分であることわかった。
［実施例２］
　ホスファチジルエタノールアミンジオレオイル（日本油脂（株）製）をホスファチジルコリンジラウロイル（日本油脂（株）製）に変更した以外は実施例１と同様に繊維成形体を調製した。得られた繊維成形体の平均繊維径は４．３μｍであり、厚さは１０２μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は６２．１、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は３７．２であり、繊維表面におけるホスファチジルコリンジラウロイルは１３．４重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は１３．４である。
［実施例３］
　ポリ乳酸から代えてポリカプロラクトン（平均分子量約７００００~１０００００、和光純薬工業（株）製）を用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。得られた繊維成形体の平均繊維径は４．５μｍであり、厚さは９９μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は７５．５、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は２４．１であり、繊維表面におけるホスファチジルエタノールアミンジオレオイルは９．７重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は９．７である。
［実施例４］
　ポリ乳酸から代えてポリカーボネート（帝人化成（株）製：商品名「Ｐａｎｌｉｔｅ　Ｌ１２５０」）１重量部を用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。平均繊維径は３．２μｍであり、厚さは１０２μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は８３．８５、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は１５．７８であり、繊維表面におけるホスファチジルエタノールアミンジオレオイルは１０．１重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は１０．１である。
［実施例５］
　ポリ乳酸から代えてポリスチレン（平均分子量２５００００、関東化学（株）製）を用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。平均繊維径は６．１μｍであり、厚さは１０２μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は９８．３、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は１．４であり、繊維表面におけるホスファチジルエタノールアミンジオレオイルは９．８重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は９．８である。
［実施例６］
　ポリ乳酸から代えてポリアリレート（ユニチカ（株）製：商品名「Ｕ−ポリマー　Ｕ−１００」）を用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。平均繊維径は３．４μｍであり、厚さは１０５μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は８４．７、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は１４．９であり、繊維表面におけるホスファチジルエタノールアミンジオレオイルは１０．８重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は１０．８である。
［実施例７］
　凍結乾燥したホスファチジルエタノールアミンジオレオイル（日本油脂（株）製）０．５重量部とポリ乳酸（重量平均分子量２６万２千、Ｐｕｒａｃ社製）９．５重量部をモレキュラシーブ（ユニオン昭和製３Ａペレット）で乾燥したジクロロメタン（カールフィッシャー法による水分率５００ｐｐｍ以下）９０重量部で溶解した以外は実施例１と同様に繊維成形体を調製した。得られた繊維成形体の平均繊維径は４．１μｍであり、厚さは９７μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は、７３．７、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は、２３．５であり、繊維表面におけるホスファチジルエタノールアミンジオレオイルは６７．７重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は１３．５である。
［実施例８］
　凍結乾燥したホスファチジルエタノールアミンジオレオイル（日本油脂（株）製）１．０重量部とポリ乳酸（重量平均分子量２６万２千、Ｐｕｒａｃ社製）９．０重量部をモレキュラシーブで乾燥したジクロロメタン溶液９０重量部で溶解した以外は実施例１と同様に繊維成形体を調製した。得られた繊維成形体の平均繊維径は４．４μｍであり、厚さは１０１μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は７６．５、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は２０．４であり、繊維表面におけるホスファチジルエタノールアミンジオレオイルは８０．９重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は８．０９である。
［実施例９］
　ホスファチジルエタノールアミンジオレオイル（日本油脂（株）製）をホスファチジルエタノールアミンジラウロイル（日本油脂（株）製）に変更した以外は実施例１と同様に繊維成形体を調製した。得られた繊維成形体の平均繊維径は４．６μｍであり、厚さは１０９μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は６６．４、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は３２．１であり、繊維表面におけるホスファチジルエタノールアミンジラウロイルは４３．２重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は４３．２である。
［実施例１０］
　ホスファチジルエタノールアミンジオレオイル（日本油脂（株）製）をホスファチジルコリンジエルコイル（日本油脂（株）製）に変更した以外は実施例１と同様に繊維成形体を調製した。得られた繊維成形体の平均繊維径は３．７μｍであり、厚さは９３μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は６８．０、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は３１．２であり、繊維表面におけるホスファチジルコリンジエルコイルは３３．０重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は３３．０である。
［実施例１１］
　ホスファチジルエタノールアミンジオレオイル（日本油脂（株）製）をホスファチジルコリンジステアロイル（日本油脂（株）製）に変更した以外は実施例１と同様に繊維成形体を調製した。得られた繊維成形体の平均繊維径は４．６μｍであり、厚さは１０３μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は６４．４、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は３５．２であり、繊維表面におけるホスファチジルコリンジステアロイルは２０．０重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は２０．０である。
［実施例１２］
　ホスファチジルエタノールアミンジオレオイル（日本油脂（株）製）を非イオン界面活性剤ＳＰＡＮ８０（ソルビタン脂肪酸エステル、東京化成（株）製）に変更した以外は実施例１と同様に繊維成形体を調製した。得られた繊維成形体の平均繊維径は３．９μｍであり、厚さは９８μｍであった。繊維表面の炭素原子数量Ｃ（ａｔ％）は６２．３、酸素原子数量Ｏ（ａｔ％）は３７．７であり、繊維表面におけるＳＰＡＮ８０は１２．４重量％であった。両親媒性分子の表面偏在率は１２．４である。
［実施例１３］
　実施例１、２、７−１２、および比較例１、２で得られた繊維成形体について親水性試験を実施した。結果を次表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　本発明の繊維成形体は親水性に優れており、医療用品、例えば臓器表面や創傷部位の保護材、被覆材、シール材、人工硬膜、癒着防止材、止血材として用いられる。

Claims (8)

  1. 　疎水性ポリマーと両親媒性分子からなる繊維成形体であって、平均繊維径が０．０５~５０μｍであり、両親媒性分子が繊維表面に偏析している繊維成形体。
  2. 　両親媒性分子の表面偏在率が５．０以上である請求項１に記載の繊維成形体。
  3. 　繊維成形体１００重量部に対して、両親媒性分子を０．０１~２０重量部含む請求項１または２に記載の繊維成形体。
  4. 　疎水性ポリマーが、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアリレート、および脂肪族ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１から３のいずれかに記載の繊維成形体。
  5. 　疎水性ポリマーが、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、およびそれらの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１から３のいずれかに記載の繊維成形体。
  6. 　両親媒性分子が、リン脂質類、ソルビタン脂肪酸エステル類、糖脂質類、ステロイド類、およびポリアミノ酸類からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１から５のいずれかに記載の繊維成形体。
  7. 　両親媒性分子がホスファチジルコリンおよび／またはホスファチジルエタノールアミンである請求項１から５のいずれかに記載の繊維成形体。
  8. 　静電紡糸法にて作製された請求項１から７のいずれかに記載の繊維成形体。
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