JP4988221B2

JP4988221B2 - 複合材料

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Publication number: JP4988221B2
Application number: JP2006045057A
Authority: JP
Inventors: 英一北薗; 博章兼子
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2026-02-22
Also published as: JP2007222277A

Description

本発明は細胞培養基材として好適な細胞の浸潤性に優れ、非キンキング性を示し、医療用素材として好適に用いられる複合材料に関する。

近年、大きく損傷したりまたは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。例えば神経再生もその１つである。

末梢神経が損傷した場合、損傷部分が２０〜３０ｍｍ程度であれば、まず切断された神経の断端を直接吻合する方法が試みられる。しかし、この方法には限界があり欠損部が大きくなると断端を吻合しても軸索の再生が不十分であったり、欠損部に余分な組織が入り込んで表面を覆ってしまい再生を妨げ、結果として神経機能が回復せず後遺症が残ることがある。また、その他の治療法として自家移植が挙げられるが、採取した部分の機能低下の問題がある。

そこで人工神経管での検討が、１９８２年にLundborgらによりシリコンチューブを用いて行われたが、１０ｍｍ以上の断端間では神経再生は困難であった（非特許文献１）。この原因としては、シリコンチューブが非透過性であるため外側からの栄養因子が供給されないこと、また生体吸収性材料でないために再生が阻害されること、さらにはチューブ内部が空洞なため細胞の足場が無く神経再生速度が遅いことなどが挙げられる。そこで最近では、人工神経管としてポリグリコール酸メッシュとコラーゲンスポンジ（チューブ内部）とからなるチューブ状のものを利用し神経再生の検討が行われ、８０ｍｍの断端間での神経再生が確認されている（特許文献１）。しかし、コラーゲンは生体吸収性を示すものの、抗原性を完全に除去することが困難であり、また未知のウィルス感染などの危険性を否定することが出来ないなどの課題がある。さらにこれらのチューブに一貫して言える課題としては、チューブが伸縮性に乏しいため負荷が掛かった場合ひしゃげるようなキンキング（折れ曲がり）を生じ、神経再生を阻害する問題がある。

そこで我々は非動物性由来の原料からなり蛇腹構造を有する円筒体の開発を行ったが（特許文献２）、さらに非キンキング性を示しかつ細胞の浸潤生に優れた人工材料が求められている。

WO01/03609号パンフレット WO04/87012号パンフレット Arch.Otolaryngol.Head Neck Surg.124,1081(1998)

本発明の課題は、脂肪族ポリエステル繊維からなる円筒体と綿との複合材料であって、円筒体内部に細胞の足場がありかつ非キンキング性を示す医療用素材を提供することにある。

本発明の発明者は前記課題を解決するために、平均繊維径が０．０５〜５０μｍである脂肪族ポリエステル繊維からなる円筒体と、平均繊維径が０．０５〜５０μｍである脂肪族ポリエステル繊維からなる綿との複合材料であって、綿は平均見かけ密度が１０〜３５０ｋｇ/ｍ^３であり、円筒体の内部に存在していることを特徴とする複合材料を開発するに至った。

本発明は、以下の通りである。
１．平均繊維径が０．０５〜５０μｍの脂肪族ポリエステル繊維からなる円筒体と、平均繊維径が０．０５〜５０μｍである脂肪族ポリエステル繊維からなる綿との複合材料であって、綿は平均見かけ密度が１０〜３５０ｋｇ/ｍ^３であり、円筒体の内部に存在していることを特徴とする複合材料。
２．該円筒体における繊維構造体の平均繊維径が、０．２〜１０μｍであることを特徴とする１に記載の複合材料。
３．該円筒体が、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．０１ｍｍ〜１０ｍｍである軸方向に連続する山部および谷部を有する蛇腹状であることを特徴とする１または２に記載の複合材料。
４．該円筒体の蛇腹の深さが、０．０１〜１ｍｍであることを特徴とする１〜３のいずれかに記載の円筒体。
５．該円筒体において、脂肪族ポリエステル繊維の目付け量が１〜２００ｇ/ｍ^２であり、膜厚が０．０５ｍｍ〜１ｍｍ、かつ外径は０．５ｍｍ〜５０ｍｍであることを特徴とする１〜４のいずれかに記載の複合材料。
６．該円筒体における脂肪族ポリエステル繊維の目付け量が、５０〜１５０ｇ/ｍ^２であることを特徴とする１〜５のいずれかに記載の複合材料。
７．該円筒体を構成する脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、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種であることを特徴とする１〜６のいずれかに記載の複合材料。
８．該綿における繊維の平均繊維径が、０．２〜１０μｍであることを特徴とする１〜７のいずれかに記載の複合材料。
９．該綿の平均見かけ密度が１０〜２５０ｋｇ/ｍ^３であることを特徴とする１〜８のいずれかに記載の複合材料。
１０．該綿を構成する脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、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種であることを特徴とする１〜９のいずれかに記載の複合材料。
１１．静電紡糸法にて円筒体を得る工程、また揮発性溶媒と脂肪族ポリエステルとからなる溶液を静電紡糸法にて紡糸し脂肪族ポリエステル繊維を得る工程、得られた繊維を液体中に浮遊させ切断する工程、切断された繊維を該円筒体内部に挿入する工程、次いで凍結乾燥により円筒体の内部に綿を形成させる工程を含む１〜１０のいずれかに記載の複合材料の製造方法。
１２．綿を構成する脂肪族ポリエステル繊維は該揮発性溶媒にさらに分散補助剤を含む溶液を用いて紡糸したものであることを特徴とする１１に記載の複合材料の製造方法、である。
１３．静電紡糸法にて円筒体を得る工程、ノズルと捕集電極の間に静電気除去器を使用して揮発性溶媒と生体吸収性ポリマーとからなる溶液を静電紡糸法にて紡糸することにより脂肪族ポリエステル繊維からなる綿を得る工程、得られた綿を円筒体内部に挿入する工程を含む１〜１０のいずれかに記載の複合材料の製造方法。

本発明の複合材料は、円筒体内部に細胞の足場があり細胞培養基材として好適である。また非キンキング性を示すことから人工神経管等の医療用素材として好適に用いられる。

以下、本発明について詳述する。なお、これらの実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。

（円筒体）
本発明の複合材料を構成する円筒体は、脂肪族ポリエステル繊維からなる。円筒体は、単数または複数の脂肪族ポリエステル繊維が積層され、集積されて形成された３次元の構造体である。脂肪族ポリエステル繊維の平均繊維径は０．０５〜５０μｍ、好ましくは０．２〜１０μｍである。平均繊維径が０．０５μｍよりも小さいと円筒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よりも高いと円筒体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。平均繊維径は、光学顕微鏡による画像から２０箇所における繊維径を測定した平均値である。

円筒体における脂肪族ポリエステル繊維の目付け量は、１〜２００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。目付け量が１ｇ／ｍ^２以下であると円筒体を形成できないことがある。また、２００ｇ／ｍ^２以上であると円筒体を成型した際、伸縮性を損なうことがあり好ましくない。より好ましい目付け量は５０〜１５０ｇ／ｍ^２である。目付け量は、円筒体を切り開き、長さ５ｃｍ、幅１ｃｍの試料を調製し、重量を測り、（試料の重量）÷（試料の面積）より算出できる。

本発明の円筒体は、特に限定はされないが軸方向に連続する山部および谷部を有する蛇腹状であることが好ましい。円筒体の蛇腹の間隔は２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．０１〜１０ｍｍであることが好ましい。蛇腹の間隔が２ｍｍ超であると円筒体に成型した際、伸縮性を損なうことがある。より好ましい蛇腹の間隔は１ｍｍ以下であり、下限は実質２００μｍである。また、蛇腹の深さは好ましくは０．０１〜１ｍｍである。

蛇腹状である円筒体の軸方向に平行な面の中心の断面図の一例を図５に示す。蛇腹状の円筒体は図５に示すように、軸方向に連続する山部（１３）および谷部（１４）を有するが、山部（１３）および谷部（１４）の形状、大きさは不規則である場合がある。
円筒体の膜厚（１２）は、０．０５〜１ｍｍであり、より好ましくは０．１〜０．５ｍｍである。

円筒体の外径（９）は、０．５〜５０ｍｍであり、より好ましくは１〜２０ｍｍである。外径は、マイクロメーターにより１０箇所測定を行い、測定値の最小値と最大値の範囲で表す。円筒体は蛇腹状である場合、蛇腹の深さ（１０）が好ましくは０．１〜１０ｍｍであり、より好ましくは０．０１〜１ｍｍである。蛇腹の間隔は、例えば光学顕微鏡により１０箇所測定を行い、測定値の範囲より求めることができる。
また、円筒体は単層でも多層でもどちらでも良い。細胞接着性、機械強度などの条件に応じて適宜決めることが好ましい。

円筒体を構成する脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリジオキサノン、トリメチレンカーボネート、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート及びこれらの共重合体などが挙げられる。これらのうち、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、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種が好ましい。円筒体と綿とは同種ポリマー、異種ポリマーどちらを使用しても良い。

脂肪族ポリエステル繊維には、脂肪族ポリエステル以外の第２成分をさらに含有しても良い。該成分としては、リン脂質類、糖質類、糖脂質類、ステロイド類、ポリアミノ酸類、タンパク質類、およびポリオキシアルキレン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。具体的な第２成分としては、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および／またはポリガラクチュロン酸、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、デルマタン硫酸、コンドロイチン、デキストラン硫酸、硫酸化セルロース、アルギン酸、デキストラン、カルボキシメチルキチン、ガラクトマンナン、アラビアガム、トラガントガム、ジェランガム、硫酸化ジェラン、カラヤガム、カラギーナン、寒天、キサンタンガム、カードラン、プルラン、セルロース、デンプン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、グルコマンナン、キチン、キトサン、キシログルカン、レンチナンなどの糖質類および／または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および／またはコレステロール、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／または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および／またはコラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン、フィブリン、ラミニン、カゼイン、ケラチン、セリシン、トロンビンなどのタンパク質類および／またはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンエーテルなどのポリオキシアルキレン類、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などが挙げられる。

（綿）
本発明の複合材料を構成する綿は、脂肪族ポリエステル繊維からなる。脂肪族ポリエステル繊維は、単数または複数の繊維が積層され、集積されて形成された３次元の構造体である。繊維の平均繊維径は０．０５〜５０μｍである。繊維が、０．０５μｍよりも低いと綿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よりも高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。より好ましくは平均繊維径が０．２〜１０μｍである。さらに好ましくは平均繊維径０．２〜８μｍである。

綿の平均見かけ密度は１０〜３５０kg/m³である。平均見かけ密度が１０kg/m³より低いと細胞浸潤性は良いものの機械強度が低く、また３５０kg/m³より高いと細胞浸潤性が悪くなり足場材料としては好ましくない。好ましくは、１０〜２５０kg/m³である。平均見かけ密度は円筒体内部の全容積と綿の質量より算出することができる。

該綿を構成する脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリジオキサノン、トリメチレンカーボネート、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート及びこれらの共重合体などが挙げられる。これらのうち、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、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種が好ましい。

本発明の円筒体と綿とは同種ポリマー、異種ポリマーどちらを使用しても良い。
綿には、脂肪族ポリエステル以外の第２成分をさらに含有しても良く、第２成分としては、円筒体において述べたものが挙げられる。

綿を構成する繊維の任意横断面は略真円でも異形でも良い。繊維の任意の横断面が異形であると、繊維の比面積は増大するので、細胞の培養時に、細胞が繊維表面に接着する十分な面積をとることができる。
ここで、繊維の任意の横断面が異形であるとは、繊維の任意の横断面が略真円形状をとらないいずれの形状も指し、繊維表面が一様に凹部及び／又は凸部を有して粗面化されている場合を含む。

前記異形形状は、繊維表面の微細な凹部、繊維表面の微細な凸部、繊維表面の繊維軸方向に筋状に形成された凹部、繊維表面の繊維軸方向に筋状に形成された凸部及び、繊維表面の微細孔部からなる群から選ばれた少なくとも１種によることが好ましく、これらは単独で形成されていても複数が混在していても良い。

ここで、上記の「微細な凹部」、「微細な凸部」、とは、繊維表面に０．１〜１μｍの凹部または凸部が形成されていることをいい、「微細孔」とは、０．１〜１μｍの径を有する細孔が繊維表面に存在することをいう。また、上記筋状に形成された凹部及び／又は凸部は、０．１〜１μｍ幅の畝形状が繊維軸方向に形成されていることをいう。

（円筒体の製造）
円筒体は、静電紡糸法、スパンボンド法、メルトブロー法、フラッシュ紡糸法等により製造することができる。その中でも、静電紡糸法が好ましい。
静電紡糸法は、脂肪族ポリエステルを揮発性溶媒に溶解したドープを電極間で形成された静電場中に吐出し、ドープを電極に向けて曵糸し、形成される繊維状物質を捕集する方法である。繊維状物質とはドープ中の溶媒が留去され、繊維状になっている状態のみならず、溶媒を含んでいる状態も包含する。

ドープ中の脂肪族ポリエステルの濃度は、好ましくは１〜３０重量％、より好ましくは２〜２０重量％である。脂肪族ポリエステルの濃度が１重量％より小さいと、濃度が低すぎるため円筒体を形成することが困難となることがある。また、３０重量％より大きいと得られる繊維の平均繊維径が大きくなりすぎる場合がある。

揮発性溶媒とは、常圧での沸点が２００℃以下であり、２７℃で液体である物質であることが好ましい。揮発性溶媒は脂肪族ポリエステルを溶解すれば特に限定されることはない。揮発性溶媒として、例えば塩化メチレン、クロロホルム、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、トルエン、テトラヒドロフラン、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロパノール、水、１，４−ジオキサン、四塩化炭素、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトニトリルなどが挙げられる。これらのうち、脂肪族ポリエステルの溶解性等から、塩化メチレン、クロロホルム、アセトンが特に好ましい。これらの溶媒は単独で用いても良く、複数の溶媒を組み合わせても良い。また、本発明においては、本目的を損なわない範囲で、他の溶媒を併用しても良い。

静電紡糸法は、例えば図１に示す装置を用いて行うことができる。図１は、吐出側電極（４）を取り付けたノズル（１）および保持槽（３）を有する注射器、捕集側電極（５）、並びに高電圧発生器（６）により構成される静電紡糸装置を示す。吐出側電極（４）と捕集側電極（５）との間には、高電圧発生器（６）により所定の電圧が付与される。

図１に示される装置において、ドープ（２）を保持槽（３）に充填し、ノズル（１）を通じて静電場中に吐出させ、電界によって曳糸して繊維化させ、捕集側電極（５）に集めることにより円筒体を得ることができる。

電極は吐出側電極（４）と捕集側電極（５）からなる。これらの電極は、金属、無機物または有機物のいかなるものでも導電性を示しさえすれば良い。また、絶縁物上に導電性を示す金属、無機物または有機物の薄膜を持つものであっても良い。静電場は一対又は複数の電極間で形成されており、いずれの電極に高電圧を印加しても良い。これは例えば電圧値が異なる高電圧の電極が２つ（例えば１５ｋVと１０ｋV）と、アースにつながった電極の合計３つの電極を用いる場合も含み、または３本を超える数の電極を使う場合も含む。

ドープを捕集側電極（５）に向けて曳糸する間に、条件に応じて溶媒が蒸発して繊維状物質が形成される。通常の室温であれば捕集側電極（５）に捕集されるまでの間に溶媒は完全に蒸発するが、もし溶媒蒸発が不十分な場合は減圧条件下で曳糸しても良い。

捕集側電極（５）として鏡面仕上げされていない心棒を用いると、蛇腹状の円筒体を簡便に製造することが出来る。すなわち、静電紡糸法により心棒上に所定の目付け量となるまで繊維を捕集し、適度な摩擦を維持しながら心棒から円筒体を取り外すことにより、蛇腹状の円筒体を簡便に得ることが出来る。心棒の表面粗さは好ましくは０．２−Ｓ以上であり、より好ましくは１．５〜４００−Ｓである。このように適度な表面粗さを有する心棒から円筒体を取り外すとき、円筒体の一端のみに応力をかけることが好ましい。円筒体の一端を固定しておき、心棒をその固定端の方向に引き抜くことで一端のみに応力をかけることが出来る。
静電紡糸法により心棒上に円筒体を形成する際、心棒を円周方向に回転させることが好ましい。回転させることにより、均質な厚さの円筒体を形成することができる。

電極間の距離は、帯電量、ノズル寸法、ドープ吐出量、ドープ濃度等に依存するが、１０ｋＶ程度のときには５〜２０ｃｍの距離が適当である。また、印加される静電気電位は、好ましくは３〜１００ｋＶ、より好ましくは５〜５０ｋＶ、さらに好ましくは５〜３０ｋＶである。ドープをノズルから静電場中に供給する場合、数個のノズルを用いて繊維状物質の生産速度を上げることもできる。ノズルの内径は好ましくは０．１〜５ｍｍ、より好ましくは０．１〜２ｍｍである。

図２は、注射器の代わりに、ノズル（１）を有する保持槽（３）中に吐出側電極（４）を挿入した装置である。この装置では、ドープを注射器で吐出する代わりに、ノズル（１）と捕集側電極（５）との距離を調整して、ドープをノズル（１）から捕集側電極（５）に飛散させるものである。

吐出側電極（４）と捕集側電極（５）との間に、別途、コレクタ（７）を設置して、繊維状物質を捕集してもよい。図３、図４にコレクタを使用するの場合の装置の例を示す。コレクタは、上述した捕集側電極（５）に用いる心棒と同程度の表面粗さを有するものが好ましい。曳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℃である。

（綿〜複合材料の製造法）
本発明の複合材料を構成する脂肪族ポリエステル繊維からなる綿を製造する方法としては、先述の要件を満足するものが得られる手法であれば特に限定されずいずれも用いることが出来る。例えば、溶融紡糸法、乾式紡糸法、湿式紡糸法、静電紡糸法により製造する方法が挙げられる。なかでも静電紡糸法によって製造するのが好ましく挙げられる。静電紡糸法により脂肪族ポリエステル繊維を製造する方法は上記の円筒体を構成する脂肪族ポリエステル繊維の製造法と同様であり、特に限定されない。

複合材料の好ましい製造方法は（１）静電紡糸法にて円筒体を得る工程、また揮発性溶媒と脂肪族ポリエステルとからなる溶液を静電紡糸法にて紡糸し脂肪族ポリエステル繊維を得る工程、得られた繊維を液体中に浮遊させ切断する工程、切断された繊維を該円筒体内部に挿入する工程、次いで凍結乾燥により円筒体の内部に綿を生成させる工程からなる方法、および（２）静電紡糸法にて円筒体を得る工程、ノズルと捕集電極の間に静電気除去器を使用して揮発性溶媒と生体吸収性ポリマーとからなる溶液を静電紡糸法にて紡糸することにより脂肪族ポリエステル繊維からなる綿を得る工程、得られた綿を円筒体内部に挿入する工程を含む方法が挙げられる。

（１）の方法において例えば、上記静電防止法のコレクタ上で回収された繊維をホモジナイザー、粉砕機、ミルのいずれかを使用し繊維を切断したものを使用して綿を得ることも好ましい。切断することにより、円筒体の筒内部に容易に挿入することができる。切断する際は、繊維状物質を直接または凍結した状態で切断しても良いし、または液体中に繊維状物質を浮遊させて切断しても良い。また液体中で切断する場合は、繊維状物質と液体の親和性を高めることでより効率的に切断できることから、綿を構成する脂肪族ポリエステル繊維を紡糸する段階で該揮発性溶媒に前記第２成分として挙げられた分散補助剤を含有させることが好ましい。分散補助剤は脂肪族ポリエステル１００重量部に対して、０．０１〜５０重量部含有させることが好ましい。

上記液体中で繊維を切断した場合、繊維を円筒体の内部に挿入し凍結乾燥により綿を形成させることが好ましい。凍結乾燥工程は、到達温度において減圧下で行い、液体を除去する工程であり特に限定はされない。凍結乾燥工程は、１０〜３０Ｐａで行うことが好ましい。凍結乾燥時間は８〜２４時間が好ましい。凍結する際温度勾配をつけて徐々に凍結させる方法が均一な多孔質材料を得る意味で好ましい。なお凍結乾燥機の種類は特に限定されず、市販されている凍結乾燥機を好適に用いることができる。

また（２）の方法として、ノズルと捕集側電極の間に静電気除去器（８）を設置して紡糸を行い、得られた繊維からなる綿を円筒体内部に挿入する方法も挙げられる。静電除去器を用いた装置の例を図３，４に示す。

以下の実施例により本発明の詳細をより具体的に説明する。しかし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
本実施例に使用したポリ乳酸（ＬＡＣＴＹ９０３１）は島津製作所（株）製、塩化メチレン、エタノールは和光純薬工業（株）製、L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(ＣＯＡＴＳＯＭＥＭＥ−８１８１)は日本油脂（株）製を使用した。

[実施例１]
（円筒体の作製）
ポリ乳酸１ｇに塩化メチレン９ｇを加え、室温（２５℃）で混合し濃度１０％のドープ溶液を調整した。図２に示す装置を用いて、該溶液を毎分１００回転する捕集側電極（５）（ステンレス棒：直径１．５ｍｍ、長さ３０ｃｍ）に２分間吐出した。噴出ノズル（１）の内径は１．２ｍｍ、電圧は１２ｋＶ、噴出ノズル（１）から捕集側電極までの距離は２０ｃｍであった。捕集側電極（５）上に捕集した繊維構造体の一端を指で抑えて固定し、さらにその反対方向にある捕集側電極（５）を指で抑えて固定し、固定した側に引き抜くことでポリ乳酸の円筒体を得た。得られたポリ乳酸の円筒体は、直径１．９ｍｍ,長さ４０ｍｍ、目付け量は６３ｇ／ｍ^２、蛇腹部の間隔は０．３〜０．４ｍｍ、蛇腹の深さは０．１ｍｍであった。

（綿〜複合材料の作製）
ポリ乳酸１ｇ、L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(ＣＯＡＴＳＯＭＥＭＥ−８１８１)０．０１ｇに塩化メチレン/エタノール＝２/１９ｇを加え、室温（２５℃）で混合し濃度１０％のドープ溶液を調整した。図２に示す装置を用いて、該溶液を捕集側電極（５）（ステンレス板：縦２０ｃｍ、横２０ｃｍ）に１０分間吐出した。噴出ノズル（１）の内径は１．２ｍｍ、電圧は１５ｋＶ、噴出ノズル（１）から捕集電極までの距離は１０ｃｍであった。得られたシート状の繊維を１５ｍｇ取り出し、蒸留水５０ｍｌに浮遊させ、ホモジナイザー（POLYTRON-Aggregate）を使用して２５，０００ｒｐｍで５分間粉砕した。粉砕した繊維を注射器に詰め、円筒体に充填した。そして凍結乾燥（タイテック(株)、ＶＤ４００Ｆ）を行い複合材料を得た。見かけ密度は１４７ｋｇ/ｍ^３であった。

（折れ曲げ試験）
得られた複合材料を９０度になるように曲げ、キンキング（折れ曲がり）の発生を確認した。その結果、キンキングは確認されなかった。

（濡れ性評価）
細胞浸潤性評価のために濡れ性試験を行った。得られた複合材料を蒸留水５０ｍｌに５時間浸漬させ、浸漬後の重さを測定し下記式に従い含水率を算出した。含水率は９７％であった。
含水率（％）＝[（浸漬後の円筒体の重さ（ｇ）−浸漬前の円筒体の重さ（ｇ））
/浸漬前の円筒体の重さ（ｇ）]×１００

[実施例２]
シート状の繊維を３０ｍｇ取り出して用いた以外は実施例１と同様に複合材料を得た。円筒体は、外径１．９ｍｍ、長さ４０ｍｍ、目付け量は６３ｇ／ｍ^２、蛇腹部の間隔は０．３〜０．４ｍｍ、蛇腹の深さは０．１ｍｍ、綿は見かけ密度２４５ｋｇ/ｍ^３、複合材料の含水率は１８７％であり、キンキングの発生は確認されなかった。

複合材料の物性評価

本発明の製造方法のなかで、紡糸液を静電場中に吐出する静電紡糸法で用いる装置の一例である。本発明の製造方法のなかで、紡糸液の微細液を静電場中に導入する静電紡糸法で用いる装置の一例である。本発明の製造方法のなかで、紡糸液の微細液を静電場中に導入する静電紡糸法で用いる装置の一例である。本発明の製造方法のなかで、紡糸液の微細液を静電場中に導入する静電紡糸法で用いる装置の一例である。実施例で得られた複合材料の断面形状を示す略図である。

符号の説明

１．ノズル
２．ドープ
３．保持槽
４．吐出側電極
５．捕集側電極
６．高電圧発生器
７．コレクタ
８．静電除去器
９．外径
１０．蛇腹の深さ
１１．蛇腹の間隔
１２．厚さ
１３．山部
１４．谷部
１５．綿

Claims

平均繊維径が０．２〜１０μｍの脂肪族ポリエステル繊維からなる円筒体と、平均繊維径が０．０５〜５０μｍである脂肪族ポリエステル繊維からなる綿との複合材料であって、綿は平均見かけ密度が１０〜３５０ｋｇ/ｍ^３であり円筒体の内部に存在していることを特徴とする複合材料。
該円筒体が、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．０１ｍｍ〜１０ｍｍである軸方向に連続する山部および谷部を有する蛇腹状であることを特徴とする請求項１に記載の複合材料。
該円筒体の蛇腹の深さが、０．０１〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の円筒体。
該円筒体において、脂肪族ポリエステル繊維の目付け量が１〜２００ｇ／ｍ^２であり、膜厚が０．０５ｍｍ〜１ｍｍ、かつ外径は０．５ｍｍ〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複合材料。
該円筒体における脂肪族ポリエステル繊維の目付け量が、５０〜１５０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の複合材料。
該円筒体を構成する脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、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種であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の複合材料。
該綿における繊維の平均繊維径が、０．２〜１０μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の複合材料。
該綿の平均見かけ密度が１０〜２５０ｋｇ／ｍ^３であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の複合材料。
該綿を構成する脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、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種であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の複合材料。
静電紡糸法にて円筒体を得る工程、また揮発性溶媒と脂肪族ポリエステルとからなる溶液を静電紡糸法にて紡糸し脂肪族ポリエステル繊維を得る工程、得られた繊維を液体中に浮遊させ切断する工程、切断された繊維を該円筒体内部に挿入する工程、次いで凍結乾燥により円筒体の内部に綿を形成させる工程を含む請求項１〜９のいずれかに記載の複合材料の製造方法。
綿を構成する脂肪族ポリエステル繊維は該揮発性溶媒にさらに分散補助剤を含む溶液を用いて紡糸したものであることを特徴とする請求項１０に記載の複合材料の製造方法。
静電紡糸法にて円筒体を得る工程、ノズルと捕集電極の間に静電気除去器を使用して揮発性溶媒と生体吸収性ポリマーとからなる溶液を静電紡糸法にて紡糸することにより脂肪族ポリエステル繊維からなる綿を得る工程、得られた綿を円筒体内部に挿入する工程を含む請求項１〜９のいずれかに記載の複合材料の製造方法。