JP2018014993A - 培地および繊維集合体の製造方法、ならびに培地の製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図5(a)に示すように、周面に、回転基体311の回転軸に沿う方向に延伸する複数のリブ312と溝313とが交互に形成された回転基体311を準備し、成膜技術を用いて回転基体311の周面にシリコーンゴム層314を形成する。次に、図5(b)に示すように、シリコーンゴム層314のうち、複数の溝313に形成された部分を削り取る。このようにして、互いに隣り合う溝313の間にリブ312およびシリコーンゴム層314を備える複数の凸部310Pを形成することができる。すなわち、複数の凸部310Pを周面に備える巻取回転体310を得ることができる。
本実施形態に係る培地の製造方法は、繊維21の原料液をノズルから吐出して、繊維21を生成させるとともに、繊維21を、巻取回転体10の周面に周回するように堆積させて、繊維集合体20を形成する堆積工程と、巻取回転体10を回転させながら、繊維集合体20を基材30に転写する転写工程と、を具備する。
本工程では、原料液22から繊維21を生成させるとともに、繊維21を巻取回転体10の周面を1周以上、周回させながら堆積させる。これにより、巻取回転体10の周面には、繊維集合体20が形成される。
溶液紡糸法や電界紡糸法で利用する原料液22は、繊維21の原料と溶媒とを含む。溶融紡糸法で利用する原料液22は、溶融した繊維21の原料を含む。繊維21の原料としては、生物組織や微生物の培地として用いることができる限り特に限定されない。なかでも、生物組織や微生物に対する親和性が高く、培養する際、生物組織や微生物にストレスを与え難い点で、繊維21の原料は、ポリスチレンブロックおよびポリブタジエンブロックを含むブロックポリマーと、当該ブロックポリマーとは異なるスチレン樹脂と、を含むことが好ましい。
上記原料液22から生成される繊維21は、上記ブロックポリマーおよびスチレン樹脂、さらには、必要に応じて添加剤を含む。繊維21の平均繊維径は、例えば、0.5μm〜10が好ましく、1〜5μmがより好ましく、1.5〜4μmが特に好ましい。
繊維集合体20は、複数の繊維21の集合体である。繊維集合体20において、複数の繊維21は一方向に配列している。複数の繊維21が一方向に配列しているとは、繊維集合体20において、繊維21同士が交差していないか、繊維21同士が交わる平均的な角度が、0°を超え60°以下であることをいう。このように、複数の繊維21が配列した状態である場合、その繊維21の配列方向に沿って繊維21が伸び易いため、生物組織や微生物へのストレスも低減できる。よって、繊維21の配列方向に沿って生物組織や微生物が成長し易くなる。
基材30は特に限定されず、従来の培地(足場も含む)に利用されるものを用いることができる。基材30としては、培養する生物組織や微生物の種類などに応じて、樹脂フィルム、カンテン層、ゼラチン層、不織布などの多孔質基材、あるいは、これらの組み合わせが挙げられる。
巻取回転体10(回転基体11)の構成は、回転可能である限り特に限定されず、ドラム状であってもよいし、複数のロールで張架されたベルトであってもよい。後者の場合、少なくとも1本のロールを回転駆動させて、ベルトを回転させる。巻取回転体10の材質としては、例えば、金属材料、各種樹脂、各種ゴム、セラミックスおよびこれらの組み合わせが挙げられる。巻取回転体10がベルトである場合、ベルトは、金属ベルトであってもよいし、樹脂ベルトであってもよい。電界紡糸法により繊維21が紡糸される場合、樹脂ベルトは導電性を備えることが好ましく、さらには、樹脂ベルトのノズル51に対向する部分の裏側に、導電性の部材(例えば金属部材)を配置することが好ましい。巻取回転体10の外形は、例えば、円柱または角柱であってもよい。
後述する転写工程の前に、繊維集合体20および基材30の少なくとも一方に、接着剤4aを付与する接着剤付与工程を備えることが好ましい。繊維集合体20と基材30との接着性が高まり、剥離が抑制されるためである。
転写工程の前に、接着剤付与工程に替えて、あるいは、接着剤付与工程に加えて、繊維集合体20および基材30の少なくとも一方を加熱する加熱工程を備えていてもよい。転写工程の前に繊維集合体20を加熱することにより、繊維集合体20は軟化した状態で基材30に転写される。これにより、繊維集合体20と基材30との密着性が向上する。また、転写工程の前に基材30を加熱することにより、転写後、繊維集合体20に熱が伝わって軟化する。これにより、繊維集合体20と基材30との密着性が向上する。なかでも、基材30を加熱する方法は、繊維21の劣化が抑制できる点で好ましい。
転写工程の前に、接着剤付与工程および加熱工程に替えて、あるいは、接着剤付与工程および/または加熱工程に加えて、繊維集合体20にプラズマ照射するプラズマ処理工程を備えていてもよい。繊維集合体20の少なくとも基材30に当接する主面にプラズマを照射することにより、繊維集合体20と基材30との密着性が向上する。なお、繊維集合体20を基材30に転写した後、繊維集合体20の基材30とは反対側の主面に、さらにプラズマ照射してもよい。培地100で培養される生物組織や微生物の電位の変化を測定するために、繊維集合体20と電極(例えば、白金電極)とを接続する場合、プラズマ照射によって電極と繊維集合体20との密着性も向上する。
転写工程に先立って、繊維集合体20は、巻取回転体10に捲回された状態で切断予定箇所Cにおいて切断される。切断予定箇所Cは、例えば、基材30の形状に沿って設定される。繊維集合体20は、例えば、回転軸Aに沿う方向に切断される。この切断部をきっかけにして、繊維集合体20は基材30に転写される。切断装置57としては特に限定されず、例えば、長尺カッター等が挙げられる。
本工程では、巻取回転体10を回転させながら、繊維集合体20を基材30に転写する。これにより、繊維集合体20および基材30を備える培地100が得られる。
培地100は、繊維集合体20と基材30とを備える。基材30は、主に、繊維集合体20を支持するために用いられる。繊維集合体20は、単独でも培地として用いられ得る。
10P、210P、310P、410P、510P、610P:凸部
10R:リブ
11、211、311、411、511、611:回転基体
12:凹凸シート
121:支持シート
122:シリコーンゴム
20:繊維集合体
21:繊維
22:原料液
30:基材
4a:接着剤
4b:フィルム状の感圧接着剤
51:ノズル
52:XZステージ
53:架台
54A、54B:加熱装置
55:ディスペンサー
56:プラズマ照射装置
57:切断装置
58:粘着部材
100:培地
211S:柱状体
212、312、412、512、612:リブ
213、313、413、513、613:溝
214、314、414:シリコーンゴム層
514、614:複合シート
Claims (17)
- 繊維の原料液をノズルから吐出して、前記繊維を生成させるとともに、前記繊維を、巻取回転体の周面に周回するように堆積させて、繊維集合体を形成する堆積工程と、
前記巻取回転体を回転させながら、前記繊維集合体を基材に転写する転写工程と、を備え、
前記巻取回転体の前記周面に、前記巻取回転体の回転軸に沿う方向に延伸する複数の帯状の凸部を備える、培地の製造方法。 - 前記凸部の少なくとも前記繊維との接触部に、シリコーンゴム層を備える、請求項1に記載の培地の製造方法。
- 前記巻取回転体が、回転基体と、前記回転基体の周囲に捲回された支持シートとを備え、
前記凸部が、前記支持シートに配置されたシリコーンゴムにより形成される、請求項1に記載の培地の製造方法。 - 前記転写工程の前に、前記繊維集合体および前記基材の少なくとも一方に接着剤を付与する接着剤付与工程を備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の培地の製造方法。
- 前記接着剤が、フィルム状の感圧接着剤である、請求項4に記載の培地の製造方法。
- 前記接着剤が、シリコーン樹脂、ホットメルト樹脂または紫外線硬化樹脂である、請求項4に記載の培地の製造方法。
- 前記転写工程の前に、前記繊維集合体および前記基材の少なくとも一方を加熱する加熱工程を備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の培地の製造方法。
- 前記繊維集合体にプラズマ照射するプラズマ処理工程を備える、請求項1〜7のいずれか一項に記載の培地の製造方法。
- 前記巻取回転体の前記周面が、前記回転軸と交差する方向に延伸するリブを備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載の培地の製造方法。
- 前記転写工程において、前記基材が前記巻取回転体の回転により搬送される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の培地の製造方法。
- 前記転写工程において、前記巻取回転体の前記周面の移動速度よりも速い速度で、前記基材を搬送する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の培地の製造方法。
- 前記基材の前記回転軸に垂直な方向の長さLが、前記巻取回転体の円周よりも短く、
前記転写工程の前に、前記繊維集合体を、前記長さLに対応する長さに切断する切断工程を備える、請求項1〜11のいずれか一項に記載の培地の製造方法。 - 前記切断工程の後、粘着層を備える粘着部材を前記繊維集合体に当接させて、切断片を除去するクリーニング工程を備える、請求項12に記載の培地の製造方法。
- 前記巻取回転体が、回転基体を備え、
前記回転基体の表面に、前記回転基体の回転軸に沿う方向に延伸する複数の溝が形成され、前記凸部の一部が、互いに隣り合う前記溝の間に形成されている、請求項1〜13のいずれか一項に記載の培地の製造方法。 - 一方向に配列した複数の繊維を備える繊維集合体の製造方法であって、
繊維の原料液をノズルから吐出して、前記繊維を生成させるとともに、前記繊維を、巻取回転体の周面に周回するように堆積させる工程を備える、繊維集合体の製造方法。 - 繊維の原料液をノズルから吐出して、前記繊維を生成させるとともに、前記繊維を、巻取回転体の周面に周回するように堆積させて、繊維集合体を形成する堆積部と、
前記巻取回転体を回転させながら、前記繊維集合体を基材に転写する転写部と、を備え、
前記巻取回転体が、その周面に、前記巻取回転体の回転軸に沿う方向に延伸する複数の帯状の凸部を備える、培地の製造装置。 - 前記巻取回転体が、回転基体を備え、
前記回転基体が、その表面に、前記回転基体の回転軸に沿う方向に延伸する複数の溝を備え、前記凸部の一部が、互いに隣り合う前記溝の間に形成されている、請求項16に記載の培地の製造装置。
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