JP5987138B2 - 筒状構成物及びその製造方法 - Google Patents
筒状構成物及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5987138B2 JP5987138B2 JP2012531954A JP2012531954A JP5987138B2 JP 5987138 B2 JP5987138 B2 JP 5987138B2 JP 2012531954 A JP2012531954 A JP 2012531954A JP 2012531954 A JP2012531954 A JP 2012531954A JP 5987138 B2 JP5987138 B2 JP 5987138B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylindrical structure
- core rod
- gel
- cylindrical
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/14—Macromolecular materials
- A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
- A61L27/227—Other specific proteins or polypeptides not covered by A61L27/222, A61L27/225 or A61L27/24
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/507—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials for artificial blood vessels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/52—Hydrogels or hydrocolloids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/412—Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
- A61L2300/414—Growth factors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/42—Anti-thrombotic agents, anticoagulants, anti-platelet agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/32—Materials or treatment for tissue regeneration for nerve reconstruction
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Botany (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Prostheses (AREA)
Description
第一に、特許文献1のポリテトラフルオロエチレン系材料を用いた人工血管は、生体適合性が低く、組織治癒性や外膜組織の侵入性が不十分であったこと、また、合成樹脂を原料とした人工血管は、ポリテトラフルオロエチレンのような細胞親和性の低い材料を用いた場合においても、管径が8mm未満の細い人工血管の場合には、血管との接合部分から血栓が生じやすく、血液が詰まりやすくなること等の解決すべき課題があった。
本発明の一実施形態は、ゲル状の物質からなる成形体に芯棒を挿入する工程と、前記成形体を乾燥させて芯棒方向に収縮させる工程と、を含む工程で得られる中間構成体から、上記芯棒を抜く工程を含む、筒状構成物の製造方法である。この製造方法によれば、後述する実施例で実証されているように、長さ方向の均一性が高く、真円からの歪みが少ない、均一性に優れた筒状構成物を製造可能である。また、物性強度、曲げ弾性率、および耐キンク性が高い筒状構成物を製造可能である。また、そのような筒状構成物の形状や物理的性質の制御を高精度に、また簡便に行なうことができる。この製造方法は、例えば図1〜3のような手順で行なうことができる。なお、上記中間構成体とは、例えば、芯棒の側面がゲル又は乾燥状態のゲルによって覆われている状態(又は密着している状態)の構成体である。
本発明の他の実施形態は、蛋白質を含有する管状部を一部または全部に含む、円筒状の筒状構成物であって、前記管状部は、前記管状部を0.5cm間隔の5ヶ所で長軸方向に対して直角に切断したときの5つの断面において、内径を45度ずつ角度が異なる4方向から測定したときに得られる4種類の内径の長さの平均値の変動係数が0.1以下の管状部である、円筒状の筒状構成物である。この変動係数は、例えば、図8に示す手順で求めることができる。この管状部は長軸方向における内径の均一性が高く滑らかな内面を有しているため、内部を液体がより滑らかに流れることができる。また、その流速が一定に保たれやすい。そのため、管状部の内面に不純物が付着したり、引っかかったりし難いことから、人工血管として使用した場合には、血流を一定に調節しやすく、また血栓が生じにくい優れた筒状構成物である。
(1)スズメバチ由来シルク蛋白質のゲル化
以下の手順で、スズメバチの繭由来のゲルを作製した。まず、臭化リチウム(LiBr)をイオン交換水に溶解して、中性塩水溶液である9mol/L LiBr水溶液を調製した。この水溶液にキイロスズメバチの巣を37℃で、15分間程度、蛋白質成分の溶け残りが無くなるまで攪拌した。ここでは、1gの繭を、20mLの9mol/L LiBr水溶液(pH8.2)に溶解した。得られた水溶液を桐山ロート(桐山製作所、保留粒子 7ミクロンの濾紙を使用) で吸引濾過して、不溶成分を分離させ取り除いた。出発原料となるスズメバチの巣は、木くず等を主成分としているが、これらの巣構成成分は、いずれも9mol/L LiBr水溶液に不溶であるために、不溶成分として除去して、シルク蛋白質が選択的に溶解したゲル化前溶液が得られた。
円柱状の前記シルクゲルの底部の中心から長軸方向に、先端が鋭利な芯棒(直径0.7mmのステンレス棒)を刺した。芯棒として用いたステンレス棒は、あらかじめ表面を金属研磨材で磨いておいた(以下、同様)。芯棒がゲルを完全に貫通したところで、ゲルを覆っている透析膜チューブをはがした。
芯棒が挿入された前記シルクゲルを、室温で、送風を行い半日間かけて乾燥させた(図11)。乾燥により、シルクゲルは芯棒周りで硬くなった。さらに、乾燥したシルクゲルを水に浸し、柔軟になったところで芯棒から抜き取った。以上により、全長が50mmのスズメバチ由来シルク蛋白質の円筒状の筒状構成物を作製した。この筒状構成物は、ある程度曲げてもキンクを生じなかった(図12)。
作製した前記筒状構成物を電子顕微鏡(SEM)で観察した(図13)。SEMによる写真から、作製した筒状構成物は肉厚が均等で、内面が滑らかであることがわかった。また、内径は0.73mm、外径は1.39mm、肉厚は0.33mmであった(図14)。筒状構成物の内径や肉厚は、前記円柱状のシルクゲルの直径と、芯棒の直径を適宜調製することで様々な形状の筒状構成物を調製できる。
前記筒状構成物を吸水状態で、手回し延伸機(井元製作所)を用いて長軸方向に延伸させた(図16)。その結果、2倍まで延伸することが可能であった。このことは、力学物性の向上や、管径、管長の調製が可能であることを意味している。また、延伸した状態で固定し乾燥することで、管径や力学物性の異なるチューブに改変することができた。
実施例1と同様の方法で、芯棒の直径を0.9cmに変えて表1に示す形状のスズメバチ由来シルク蛋白質の円筒状の筒状構成物を作製した。得られた筒状構成物は、実施例1と同程度の緻密性と耐キンク性を有していた。
(1)スズメバチ由来シルク蛋白質のゲル化
実施例1と同様の方法で、直径7mmのスズメバチ由来シルク蛋白質の円柱状のシルクゲルを得た。
円柱状の前記シルクゲルの底部の中心から長軸方向に外径3.0mm、内径2.0mmの円筒状の穴空け棒(ガラス管)を刺し(図17)、引き抜くことで穴を開け、シルクゲルをちくわ状にした(図18)。次に、前記ちくわ状のシルクゲルの穴に芯棒(直径3.0mmのステンレス棒)を刺した(図19)。芯棒がちくわ状のシルクゲルの穴を完全に貫通したら、ゲルを覆っている透析膜チューブをはがした。
芯棒が挿入された前記シルクゲルを、室温で、送風を行い半日間かけて乾燥させた(図20)。乾燥により、シルクゲルは芯棒周りで硬くなった(図21)。さらに、乾燥した前記シルクゲルを水に浸し、柔軟になったところで芯棒から抜き取った(図22)。以上により、表1に示す形状のスズメバチ由来シルク蛋白質の円筒状の筒状構成物を作製した。得られた筒状構成物は、実施例1と同程度の緻密性と耐キンク性を有していた。
実施例3と同様の方法で、芯棒と穴空け棒の直径を7.0mmに変えて表1に示す形状のスズメバチ由来シルク蛋白質の円筒状の筒状構成物を作製した。得られた筒状構成物は、実施例1と同程度の緻密性と耐キンク性を有していた。
図3に示すように、実施例1の方法を一部改変した方法でスズメバチ由来シルク蛋白質の円筒状の筒状構成物を作製することができる。具体的には、実施例1の(1)の工程で得られた円柱状のシルクゲルから、円筒状の穴空け棒にて、元の円柱状のシルクゲルの外径より小さな外径の円柱状のシルクゲルをくり抜く。シルクゲルをくり抜いて得られる円柱状のシルクゲルに実施例1と同様の方法で芯棒を挿入する。この場合、透析膜チューブのセルロース膜は、円柱状のシルクゲルをくり抜いた時点で除かれていることになる。その他は実施例1と同様に行なう。この方法は、円筒状の筒状構成物の外径と肉厚を調製することが容易である。その結果、実施例1で得られたスズメバチ由来シルク蛋白質の筒状構成物と同程度の、緻密性、耐キンク性の筒状構成物が得られる。
図4に示すように、実施例1の方法を一部改変した方法でスズメバチ由来シルク蛋白質の円筒状の筒状構成物を作製した。具体的には、実施例1の(1)の工程において、あらかじめ芯棒をゲル化前溶液の入った円筒状の透析膜チューブと芯棒の長軸方向の中心線が一致するように透析膜チューブに固定したままゲル化をおこなった。その他は実施例1と同様に行なった。その結果、実施例1で得られたスズメバチ由来シルク蛋白質の筒状構成物と同程度の、緻密性、耐キンク性の筒状構成物が得られた。
図5に示すように、実施例1の方法を一部改変した方法でスズメバチ由来シルク蛋白質の円筒状の筒状構成物を作製した。具体的には、まず、ステンレス製の剛直な芯棒の側面に円筒状の熱収縮性のチューブを被せた。熱収縮性のチューブは、一定温度に達したところで、自発的に縮む慣用のFEP樹脂(テトラフロロエチレンとヘキサフロロプロピレンの共重合体)製の熱収縮性のチューブ((株)潤工社 FEP熱収縮チューブ 025)を用いた。熱収縮性のチューブに内包した芯棒をゲル化前溶液の入った円筒状の透析膜チューブと芯棒の長軸方向の中心線が一致するように透析膜チューブに固定したままゲル化をおこなった。その後、シルクゲルを乾燥して乾燥ゲルを得るところまでは実施例1と同様に行った。
図6に示すように、実施例7の方法を一部改変した方法でスズメバチ由来シルク蛋白質の円筒状の筒状構成物を作製した。具体的には、まず、芯棒として、セイヨウミツバチの巣から採取した蜜蝋ワックス(GAIA製、White Bees Wax)の潤滑剤を芯棒の側面に塗布したステンレス製の芯棒を使用した。蜜蝋ワックスは、60℃程度で溶融する潤滑剤である。蜜蝋ワックスを塗布した芯棒のまわりにシルクゲルを付着させ、シルクゲルを乾燥させて乾燥ゲルを得るところまでは実施例7と同様に行った。
実施例1と同様の方法で、スズメバチの繭を家蚕絹の繭に変えて、カイコ由来絹フィブロインの円筒状の筒状構成物を作製した(図26)。その結果、実施例1で得られたスズメバチ由来シルク蛋白質の筒状構成物と同程度の、緻密性、耐キンク性の筒状構成物が得られた。即ち、シルク蛋白質の由来に関係なく、高品質の筒状構成物が得られた。
実施例1と同様の方法で、スズメバチの繭をセリシン蚕の繭に変えて、カイコ由来絹セリシンの円筒状の筒状構成物を作製した(図27)。絹セリシンのゲルを得る工程では、透析膜チューブ内のゲル化前溶液から透析によりLiBrが除去された後、透析膜チューブを10%エタノール水溶液中に浸し、4℃で12時間放置した。これによって、絹セリシンの透明なゲルを得ることができた。このような絹セリシンのゲルの調製方法は、例えば、特許文献〔特開2006-111667号公報〕に記載されている。その結果、実施例1で得られたスズメバチ由来シルク蛋白質の筒状構成物と同程度の緻密性、耐キンク性の筒状構成物が得られた。
芯棒の周りに蛋白質を含む溶液を何重にも塗り合わせてチューブ状に仕上げていく方法(バームクーヘン法)によって、カイコ由来絹フィブロインの円筒状の筒状構成物を作製した。このバームクーヘン法は、例えば、非特許文献(Lovett et al., Biomaterials, 28, 5271 (2007).)に記載されている。なお、スズメバチ由来のシルク蛋白質では、このバームクーヘン法で筒状構成物を作製することはできなかった。そのため、比較例1では、カイコ由来の絹フィブロインを使用して筒状構成物を作製した。具体的には、94mg/mLの絹フィブロイン水溶液を錐の金属棒部分(図28)にコーティングし、37度で乾燥する工程を、2日間一定の肉厚になるまで繰り返した。次に、乾燥した絹フィブロインのゲルをエタノールに浸して凝固させ、錐の金属棒部分を抜き取ることにより、カイコ由来絹フィブロインの円筒状の筒状構成物を作製した。作製した筒状構成物を0.5cm間隔で切断した時の断面をSEMで観察した写真を図29に示すが、この断面写真から、得られた筒状構成物の形状が大きく乱れているのが明らかになった。
比較例1と同様の方法で、錐を釘(図30)に替えて、カイコ由来絹フィブロインの円筒状の筒状構成物を作製した。作製した筒状構成物を0.5cm間隔で切断した時の断面をSEMで観察した写真を図31に示すが、これらの断面写真から、作製した筒状構成物の形状が大きく乱れているのが明らかになった。
実施例1と実施例3で作製したスズメバチ由来シルク蛋白質の筒状構成物について、長軸方向の均一性と断面の均一性を調査した。各筒状構成物を0.5cm間隔で切断し、各切断面における筒状構成物の外径、内径、および厚さを電子顕微鏡を用いて計測した(図32)。外径と内径は、45度ずつ4方向から直径を測定した。厚さは45度ずつ8方向から肉厚を測定した。実施例1で作製した筒状構成物は5ヶ所(サンプル1)を、実施例3で作製した筒状構成物は8ヶ所(サンプル2)を切断して各切断面を調査した(表2、3)。
上記の表2及び表3の通り、実施例1および実施例3で作製した筒状構成物(サンプル1、2)は、外径、内径、および肉厚が長軸方向に均一に揃っており、その均一性を長さの平均値の変動係数で表すと、外径は0.05以下、内径は0.08以下、および肉厚は0.15以下であることがわかった。
内径または外径の測定値において、各切断面で求めた変動係数の平均値は、各切断面の真円からの歪みを表す指標になる。また、肉厚の測定値において、各切断面で求めた変動係数の平均値は肉厚の歪みを表す指標になる。上記の表2及び表3の通り、実施例1および実施例3で作製した筒状構成物(サンプル1、2)は、外径および内径の真円に対する歪みが、変動係数の平均値で0.05以下という極めて低い数値であり、ほぼ真円に近かった。また、肉厚の歪みも、変動係数の平均値で0.3以下と低い数値を示し、均一な肉厚であった。
上記実施例7に記載の方法において、ゲル化前溶液中のシルク蛋白質(スズメバチ由来)の濃度を変えて、筒状構成物を作製した。具体的な手順は以下の通りである。なお、実施例7と同様の手順はここでの記載は省略した。
シルク蛋白質の濃度が25〜125mg/mLの範囲(25, 38, 50, 62, 68, 75, 76, 88, 90, 100, 113, 125mg/mL)のゲル化前溶液を調製した後、熱収縮チューブに内包した芯棒をあらかじめ挿入した透析膜チューブ内でゲルを作製した。さらに、ゲルを含む透析膜チューブを両末端近くの2点で切断した後に、ゲルの外径を測定した。その結果を図33に示す。横軸はシルク蛋白質濃度、縦軸はゲルの外径である。この結果から、シルク蛋白質濃度が上記の範囲内において、セルロースチューブの内径(約7mmφ)に相当する直径の、円柱状のゲルが形成されたことがわかる。なお、スズメバチ由来シルクの水溶液はゲル化しやすいため、水溶液の濃度を正確に測定することが困難であった。そのため、ここで示すゲル化前溶液のシルク蛋白質濃度は、9mol/L LiBr水溶液1mL中に溶解したシルク蛋白質の質量(mg)とした。
シルク蛋白質の濃度が1.6〜7.7wt%の範囲(1.6, 2.4, 3.2, 4.0, 4.7, 4.9, 5.5, 5.6, 6.2, 7.0, 7.7wt%)のゲル化前溶液を調製した後、熱収縮チューブに内包した芯棒をあらかじめ挿入した透析膜チューブ内でゲルを作製した。さらに、透析膜チューブをはがした後、「熱収縮チューブに内包した芯棒が挿入した状態でのシルクゲルの肉厚」と、それを「乾燥させた状態での肉厚」、および乾燥後に「芯棒と熱収縮チューブを除いた後、再水和させた状態での肉厚」の長さを測定した。芯棒は直径3.2mmのものを使用した。それぞれの肉厚の長さを、ゲル化前溶液中のシルク蛋白質の濃度に対してプロットした結果を図35に示す。さらに、乾燥前のゲル(ハイドロゲル)から乾燥状態に至る過程での収縮率を計算して、ゲル化前溶液中のシルク蛋白質の濃度に対してプロットした結果を図36に示す。これらの結果から、ゲルの収縮率はシルク濃度によって異なるが、いずれも収縮率90〜97%の範囲で収縮していることが分かる。スズメバチ由来シルクの水溶液はゲル化しやすいため、水溶液の濃度を正確に測定することが困難であった。そのため、ここで示すゲル化前溶液のシルク蛋白質濃度は、シルク蛋白質が溶解している9mol/L LiBr水溶液の全体の質量に占めるシルク蛋白質の質量の割合(%)で示した。
シルク蛋白質の濃度が1.6〜7.7wt%の範囲(1.6, 2.4, 3.2, 4.0, 4.7, 4.9, 5.5, 5.6, 6.2, 7.0, 7.7wt%)のゲル化前溶液を調製した後、熱収縮チューブに内包した芯棒をあらかじめ挿入した透析膜チューブ内でゲルを作製した。さらに、透析膜チューブをはがした後、「熱収縮チューブに内包した芯棒が挿入した状態のシルクゲル」と、それを「乾燥させた状態」、および乾燥後に「芯棒と熱収縮チューブを除いた後、再水和させた状態」の3種類の筒状構成物について含水率を測定した。含水率は、熱重量測定装置を用いて、試料の全重量に占める水分重量を測定して求めた。その結果を図37に示す。この結果から、乾燥前のゲル(ハイドロゲル)は90%以上の含水率を有していることがわかった。また、乾燥により含水率は10%以下まで低下することがわかった。さらに、再水和によって含水率は50%程度まで上昇するが、乾燥前のゲルの含水率と比較すると、その量は半分程度であることがわかった。このことは、再水和させた状態が乾燥前のゲルと異なる構造を有していることを示唆しており、上記実施例1の(5)に記載において、延伸が可能になった原因といえる(乾燥前のゲルは延伸できなかった)。
シルク蛋白質の濃度が1.6〜7.7wt%の範囲(1.6, 2.4, 3.2, 4.0, 4.7, 4.9, 5.5, 5.6, 6.2, 7.0, 7.7wt%)のゲル化前溶液を調製した後、熱収縮チューブに内包した芯棒をあらかじめ挿入した透析膜チューブ内でゲルを作製した。乾燥後、芯棒を抜き、加熱して熱収縮チューブを除いた後、筒状構成物を水中に浸漬し、筒状構成物の吸水が平衡値に達するまで十分に放置した後に、筒状構成物の外径と内径を測定した。その結果を図38に示した。再水和した状態の外径と肉厚(外径−内径)は、シルク蛋白質濃度に依存して増加するが、内径はほぼ一定であることがわかる。従って、シルク蛋白質濃度を調節することによって、吸水が平衡値に達した状態の筒状構成物の外径及び肉厚を、内径一定のまま、高度に制御できることがわかる。
シルク蛋白質の濃度が1.6〜7.7wt%の範囲(1.6, 2.4, 3.2, 4.0, 4.7, 4.9, 5.5, 5.6, 6.2, 7.0, 7.7wt%)のゲル化前溶液を調製した後、熱収縮チューブに内包した芯棒をあらかじめ挿入した透析膜チューブ内でゲルを作製した。乾燥後、芯棒を抜き、加熱して熱収縮チューブを除いた後、筒状構成物を水中に浸漬し、筒状構成物の吸水が平衡値に達するまで十分に放置した後に、筒状構成物の圧縮応力を測定した。この結果を図39及び40に示す。図39には、圧縮歪みに対する圧縮応力の関係を示した結果を示した。また、歪み40%における圧縮応力の値をシルク蛋白質濃度(wt%)に対してプロットした結果を図40に示した。シルク蛋白質濃度の増加に伴って、再水和させた状態の筒状構成物の圧縮応力が上昇することがわかった。従って、シルク蛋白質濃度を調節することによって、吸水が平衡値に達した状態の筒状構成物の圧縮物性を高度に制御できることがわかる。
図41は、ホーネットシルク蛋白質から作製した筒状構造物を、吸湿状態にて延伸した時の引張り歪み(2倍に延伸した時が歪み100%に相当)に対する引張り応力をニュートン(N)とメガパスカル(MPa)で表示したものである。ゲル化前溶液中のシルク蛋白質の濃度は、1.5〜5.8wt%の範囲(1.5、3.0、4.4、5.8wt%)で行った。この結果から、筒状構成物は歪み約150%(2.5倍)まで延伸できることが分かる。また、延伸によって、応力が上昇しており、長軸方向の引張り 強度が向上していることを示唆している。さらに、シルク濃度(wt%)の増加に伴って、ある大きさの引張り歪みを与えた時の引張り応力(N)が上昇することがわかる。従って、シルク蛋白質濃度の調節、及び、延伸倍率の調節を行うことによって、筒状構成物の引張り物性を高度に制御できることがわかる。
Claims (20)
- ゲル状の物質からなる成形体に芯棒を挿入する工程と、前記成形体を乾燥させて芯棒方向に収縮させる工程と、を含む工程で得られる中間構成体から、前記芯棒を抜く工程を含み、
前記芯棒を抜いた前記中間構成体を延伸する工程、をさらに含む、
筒状構成物の製造方法。 - 前記中間構成体が、乾燥した前記成形体に水分を吸収させる工程を、さらに含む工程で得られる中間構成体である、請求項1に記載の筒状構成物の製造方法。
- 前記成形体が、ゲル状の物質の内部を長軸方向にくり抜いて得られる棒状の成形体である、請求項1に記載の筒状構成物の製造方法。
- 前記成形体が、ゲル状の物質の内部を長軸方向にくり抜いた後に残る、ちくわ状の成形体である、請求項1に記載の筒状構成物の製造方法。
- 前記中間構成体が、前記成形体を乾燥させる工程の前に、透析膜チューブの中でゲル化する前の溶液をゲル化させ前記成形体を調製する工程を、さらに含む工程で得られる中間構成体である、請求項1に記載の筒状構成物の製造方法。
- 透析膜チューブの中でゲル化する前の溶液をゲル化させゲル状の物質からなる成形体を調製する工程と、前記成形体を芯棒の側面に付着させる工程と、付着した前記成形体を乾燥させて芯棒方向に収縮させる工程と、を含む工程で得られる中間構成体から、前記芯棒を抜く工程を含み、
1)前記芯棒が熱収縮性の芯棒であり、前記中間構成体が、前記収縮させる工程の後に前記芯棒を加熱または冷却して前記芯棒を収縮する工程を、さらに含む工程で得られる中間構成体である、
または、
2)前記芯棒が、熱収縮性のチューブに内包されている芯棒であり、前記中間構成体が、前記収縮させる工程の後に前記熱収縮性のチューブを加熱または冷却して前記熱収縮性のチューブを収縮する工程を、さらに含む工程で得られる中間構成体である、
筒状構成物の製造方法。 - 前記中間構成体が、前記透析膜チューブの内側の長軸方向に芯棒を固定する工程を、さらに含む工程で得られる中間構成体であり、前記成形体を調製する工程と、前記付着させる工程とが、前記透析膜チューブの中で並行して行われることで得られる中間構成体である、請求項6に記載の筒状構成物の製造方法。
- 前記中間構成体が、乾燥した前記成形体に水分を吸収させる工程を、さらに含む工程で得られる中間構成体である、請求項6に記載の筒状構成物の製造方法。
- 前記芯棒が、側面に潤滑剤が塗布された芯棒である、請求項6に記載の筒状構成物の製造方法。
- 前記芯棒が、側面に潤滑剤が塗布された芯棒であり、前記中間構成体が、前記収縮させる工程の後に前記潤滑剤を加熱する工程を、さらに含む工程で得られる中間構成体である、請求項6に記載の筒状構成物の製造方法。
- 透析膜チューブの中でゲル化する前の溶液をゲル化させゲル状の物質からなる成形体を調製する工程と、前記成形体を、外面に熱収縮性のチューブを備え、内部に棒状部材を備える熱収縮性チューブ付芯棒に付着させる工程と、前記チューブ付芯棒に付着した前記成形体を乾燥させて、チューブ付芯棒方向に収縮させる工程と、前記チューブ付芯棒から棒状部材を抜く工程と、前記熱収縮性のチューブを加熱して収縮させる工程と、収縮した前記熱収縮性のチューブを、収縮した前記成形体から取り外す工程と、を含む、筒状構成物の製造方法。
- 前記ゲル状の物質が、蛋白質を含む、請求項1に記載の筒状構成物の製造方法。
- 蛋白質を含む前記ゲル状の物質が、さらに抗血栓性物質および細胞増殖因子から選ばれる何れか一方または両方を含む、請求項12に記載の筒状構成物の製造方法。
- 前記ゲル化する前の溶液が、蛋白質を含む水溶液である、請求項6に記載の筒状構成物の製造方法。
- 蛋白質を含む前記ゲル化する前の溶液が、さらに抗血栓性物質および前記細胞増殖因子から選ばれる何れか一方または両方を含む、請求項14に記載の筒状構成物の製造方法。
- 前記蛋白質が、繊維状蛋白質である、請求項12に記載の筒状構成物の製造方法。
- 前記蛋白質が、シルク蛋白質である、請求項12に記載の筒状構成物の製造方法。
- 前記筒状構成物が、単層構造である、請求項1に記載の筒状構成物の製造方法。
- 前記筒状構成物が、医療用の筒状構成物である、請求項1に記載の筒状構成物の製造方法。
- 前記医療用が、人工血管用または神経再生用チューブ用である、請求項19に記載の筒状構成物の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010194606 | 2010-08-31 | ||
JP2010194606 | 2010-08-31 | ||
PCT/JP2011/069850 WO2012029887A1 (ja) | 2010-08-31 | 2011-08-31 | 筒状構成物及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2012029887A1 JPWO2012029887A1 (ja) | 2013-10-31 |
JP5987138B2 true JP5987138B2 (ja) | 2016-09-07 |
Family
ID=45772964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012531954A Expired - Fee Related JP5987138B2 (ja) | 2010-08-31 | 2011-08-31 | 筒状構成物及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5987138B2 (ja) |
WO (1) | WO2012029887A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104524632B (zh) * | 2015-01-21 | 2016-12-07 | 北京航空航天大学 | 一种具有良好顺应性的抗凝血复合管状支架的制备方法 |
JP6904535B2 (ja) * | 2016-04-20 | 2021-07-21 | 国立大学法人室蘭工業大学 | 成形体の製造方法および成形体 |
CN107049485B (zh) * | 2017-03-29 | 2021-09-17 | 广州迈普再生医学科技股份有限公司 | 一种具有空腔结构的组织模型的制备方法及组织模型 |
CN112263714B (zh) * | 2020-10-15 | 2022-06-07 | 苏州大学 | 一种丝蛋白神经导管及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04227264A (ja) * | 1990-04-06 | 1992-08-17 | Organogenesis Inc | コラーゲン構造体 |
JPH06166850A (ja) * | 1992-02-13 | 1994-06-14 | Marie Murase | かいこ絹可溶化成形方法、かいこ絹を用いた人工器官及びかいこ絹を用いた医療用素子 |
JPH06508051A (ja) * | 1991-05-31 | 1994-09-14 | アール・ピー・シエラー・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 薬剤セルロース・カプセルを製造する方法および装置 |
JPH09509085A (ja) * | 1994-02-18 | 1997-09-16 | オーガノジェネシス インコーポレイテッド | 生体再編成可能なコラーゲングラフト補綴物 |
-
2011
- 2011-08-31 WO PCT/JP2011/069850 patent/WO2012029887A1/ja active Application Filing
- 2011-08-31 JP JP2012531954A patent/JP5987138B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04227264A (ja) * | 1990-04-06 | 1992-08-17 | Organogenesis Inc | コラーゲン構造体 |
JPH06508051A (ja) * | 1991-05-31 | 1994-09-14 | アール・ピー・シエラー・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 薬剤セルロース・カプセルを製造する方法および装置 |
JPH06166850A (ja) * | 1992-02-13 | 1994-06-14 | Marie Murase | かいこ絹可溶化成形方法、かいこ絹を用いた人工器官及びかいこ絹を用いた医療用素子 |
JPH09509085A (ja) * | 1994-02-18 | 1997-09-16 | オーガノジェネシス インコーポレイテッド | 生体再編成可能なコラーゲングラフト補綴物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012029887A1 (ja) | 2012-03-08 |
JPWO2012029887A1 (ja) | 2013-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | Spider silk‐inspired artificial fibers | |
JP5987138B2 (ja) | 筒状構成物及びその製造方法 | |
EP2177650B1 (en) | Apparatus and method for the manfacture of a silk mono-filament with a high tensile strength | |
CN108977912B (zh) | 胶原纤维的制备方法 | |
WO2009126689A2 (en) | System and method for making biomaterial structures | |
CN101879330A (zh) | 一种小口径丝素蛋白管状材料及其制备方法 | |
WO2017022750A1 (ja) | 人工血管、人工血管の製造方法、及び、多孔質組織再生基材の製造方法 | |
CN102274089A (zh) | 一种丝素蛋白管状支架及其制备方法 | |
US2598608A (en) | Preparation of collagenous materials | |
CN111000661B (zh) | 一种复合型人造血管及其制备方法 | |
CN101703796A (zh) | 纳米纤维人工血管修饰内层及制备方法 | |
JP2005163204A (ja) | ゼラチン繊維とその製造方法 | |
CN211583664U (zh) | 一种复合型人造血管 | |
CN103877623B (zh) | 一种组织工程化的人工神经及其制备方法 | |
US20060269754A1 (en) | Stretched polytetrafluoroethylene formed article, method for production thereof, and composite article | |
JP2017086066A (ja) | 線状コラーゲン架橋多孔体 | |
JP7143994B2 (ja) | 高配向コラーゲン線維束及びその製造方法 | |
JPS58157465A (ja) | 多孔性チユ−ブ製品の形成方法 | |
JP6541086B1 (ja) | 高分子物質成形体の製造方法 | |
JP6803624B2 (ja) | 高分子物質成形体の製造方法 | |
JP2007075271A (ja) | 生体吸収性材料およびその製造方法 | |
CN109731139B (zh) | 一种小口径人工血管及其制备方法 | |
Wang et al. | 3D printing of collagen nerve scaffold with multichannel characteristics | |
JP7101144B2 (ja) | ゼラチン中空糸及びその製造方法 | |
KR102168815B1 (ko) | 하이드로 젤 튜브 및 이의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140526 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150526 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150723 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20151208 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160307 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160308 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20160330 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160517 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20160428 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160527 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5987138 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |