JPH01118530A

JPH01118530A - フィブロイン成形物およびその製造方法

Info

Publication number: JPH01118530A
Application number: JP27784387A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hirabayashi; 平林　潔
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1987-11-02
Filing date: 1987-11-02
Publication date: 1989-05-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、伸縮性、柔軟性にすぐれ、さらに生体親和性
にもすぐれるフィブロイン成形物およびその製造方法に
関する。

〈従来の技術〉従来、絹糸は、肌ざわり、風合い、光沢のよい天然繊維
として衣料用用途に古代より用いられてきたが、近年そ
の主成分であるフィブロインは、成形可能な天然のタン
パク質として化粧用、医療用等の素材として用いられる
ようになった。　例えば、酵素含有膜（特開昭５５−８
１５８９　）　、固定酵素担体（特開昭５６−１５６８
７）、多孔性膜（特開昭５６−４０１５６）　、固型芳
香剤（特開昭５６−１６３６５８　）　、親水性多孔体
（特開昭５６−１６６２３５　）　、パック剤（特開昭
５７−７７８１２）、ローション（特開昭５７−１７５
１１！１　）　、吸水剤（特開昭５８−２４４）　、パ
ップ剤（特開昭５９−２７８２１）、発泡体（特公昭５
９−２１３３９）　、固定化抗体担体（特開昭８０−１
４２２５９　）　、固定化抗原／抗体担体（特開昭６０
−１５５１２９　）薬剤担体（特開昭６Ｏ−１５５１２
５）、メイクアップ化粧ｉ（特開昭６２−４１５）、な
どにフィブロインは単独あるいは他の化合物と共に用い
られる。

これらの用途に用いられるフィブロインは、まゆ、生糸
、まゆ屑、生糸屑等からセリシンを取り除き、アルカリ
金属、アルカリ土類金属を含む水溶液に溶かし、その後
透析等の方法で脱塩して得られるフィブロイン水溶液を
原料としている。

この水溶液フィブロインを単独または他の化合物と共に
所望の形態、性状に成形加工して目的物質を作製するわ
けであるが、いずれにせよ水溶性フィブロインを水不溶
性フィブロインに転移させなければならない。

そのための方法の一つとして、結晶化度を上げる処理が
行なわれていた。　す　なわ　ち、フィブロインの分子
形態としては、　ｒａｎｄｏｍｃｏｉｌ、５ｉｌｋ　Ｉ
型結晶（α型構造）　、　５ｉｌｋｌｌ型結晶（β型構
造）が知られているが（０，Ｋｒａｔｋｙ。

ｅｔ、ａｌ、　Ｎａｔｕｒｅ、１６５．４７５（１９５
０）、５ｉｌｋ　ＩＩ型結晶以外は水溶性であるため、
何らかの手段で５ｉｌｋＩＩ型結晶の結晶化分率を上げ
て水不溶化しなけらばならない。

その手段としては、例えばジオール類、多価アルコール
類等を添加する（特開昭５５−８１５８９）、低温凍結
乾燥する（特開昭５６−４０１５６）、ｐＨを３．０〜
５．０にする、低級アルコールを添加する、速いズリ変
形速度で攪拌する、超音波処理を行う（以上特開昭５６
−１６３６５８など）などの方法がある。

また、結晶化度を上げるのではなく、用途に応じて合成
ポリマーをグラフトする（特開昭５７−７７６１２など
）、合成ポリマーと結合させる（特開昭５８−２４４な
ど）、主成分のゴムにフィブロインを結合させる（特公
昭５９−２１３３９）などの方法も考えられる。

しかし、ながら、これらの技術には次のような欠点があ
った。

すなわち、結晶化度を上げたフィブロインは、強度は大
きいが、伸びやしなやかさが小さい。　また、合成ポリ
マーと結合させると、フィブロインの生体親和性を得た
い場合、合成ポリマーの影響でそれが半減してしまう。

　攪拌などで結晶化させた場合、大部分が析出してしま
い収率が悪い。　ｐｌを３〜５にしたり、超音波処理し
たりするとフィブロインが変性してしまう。

また、このようにして得られたフィブロイン成形物は、
β型結晶化分率が高いため、β型結晶化分率の低いもの
に比べて、分子のバッキングが密である。　従って、吸
水性、物質透過性等の特性も良くない。

〈発明の目的〉したがって、本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消し、柔軟性、伸縮性にすぐれ、さらに生体親和性
にもすぐれたフィブロイン成形物およびその製造方法を
提供しようとするにある。

〈発明の構成〉従来はβ型結晶分率を向上させて水不溶化していたが、
β型結晶は分子のバッキングが密なので、膜として使用
した場合、水や溶質の透過性が低かった。　また、薬剤
担体として用いた場合、薬剤の入り込むスペースが少な
かった。

これに対して、架橋することによって、ランダムコイル
状態やα型結晶状態でも水不溶化できることを見い出し
本発明に至った。

本発明の第１の態様によれば、実質的にフィブロインよ
りなり、フィブロインが架橋剤で処理されているフィブ
ロイン成形物が提供される。

本発明の第２の態様によれば、フィブロイン溶液に架橋
剤を添加したのち、フィブロインを固形化するフィブロ
イン成形物の製造方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、フィブロイン溶液からフ
ィブロインを固形化成形したのち、架橋剤で処理するフ
ィブロイン成形物の製造方法が提供される。

上記発明において、架橋剤はカルボジイミドまたはグル
タールアルデヒドが好適である。

また、成形物の形態としては、キャストフィルム、再生
繊維、浸透膜、コート被膜、多孔質体、マイクロビーズ
など多様に適用することができる。

〈発明の具体的構成〉以下に本発明のフィブロイン成形物およびその製造方法
について更に詳細に説明する。

まず、本発明のフィブロイン成形物の製造方法について
述べる。　本発明においてはまずフィブロインの水溶液
を得る。　フィブロイン水溶液の原料としては、まゆ、
生糸、まゆ屑、生糸屑、絹紡糸、副蚕糸などのフィブロ
イン源を用いる。　これらの原料を、常法に従いセリシ
ンを精練除去した後、例えば銅−アンモニア水溶液、水
酸化銅−エチレンジアミン水溶液、ロダン酸塩水溶液、
臭化リチウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、硝酸カル
シウム溶液、あるいは硝酸マグネシウム水溶液等に溶解
し、水等に対して透析、脱塩することにより調製したフ
ィブロイン水溶液を得る。　　このフィブロイン水溶液
は所望の濃度に調整することができる。

溶解時に、アルコール類を添加して、溶解性を上げても
よい。　またフィブロイン水溶液はゲル化したものでも
よい。

本発明においては、このようにして調製したフィブロイ
ン水溶液に対して適当量の架橋剤を添加してフィブロイ
ン間を架橋する。　この時の反応温度は変性などが生じ
ないよう室温で行うのが好ましい。　これにより水溶性
フィブロインを水不溶化するフィブロイン水溶液に適用
する架橋剤としては、１−エチル−３−（３−ジメチル
アミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ウォーターソ
ルブルカルボジイミド：ＥＤＣ）、グルタールアルデヒ
ド（ＧＡ）、エポキシ化合物、ビスイミデート類、ジア
ジド類、ジニトレン類、シバライド類、ジアルデヒド類
、シマレイミド類、ジイソシアネート類、ジェポキシ類
、ジスルホニルクロライド類、カルボジイミド類、イソ
オキサゾリウム塩類、ジ（１゜１０−フェナントロリン
）銅、ジチオビス（スクシン−イミジルプロピオン酸）
、ウッドワード試薬などを用いることができる。　な　
お、ＥＤＣは、塩酸酸の形で市販されているが、水中で
は解離してカルボジイミドの形でフィブロインと反応す
ると考えられる。

このようにフィブロインを架橋反応させた後に所望形状
に成形する。

本発明の他の方法においては、上記のようにして調製さ
れたフィブロイン水溶液に架橋剤を添加することなく所
望の形状に成形した後に、いまだ結晶化度の低い水溶性
フィブロインを有する成形体に架橋剤を反応させてもよ
い。　これにより水溶性フィブロインを水不溶化する。

この時用いられる架橋剤としては、ジイソシアネート、
ジェポキシ化合物などを用いることができる。

以上述べたようにして得られた架橋された成形物に対し
て、低級アルコール処理、熱処理などを施してもよい。

　目的によっては、フィブロインに予め化学修飾、添加
物混合などを施しておいてもよいし、成形物に対して化
学修飾、添加物抽出などを施してもよい。

フィブロイン水溶液から成形した成形物は、アルコール
などの脱水剤、熱処理などの方法により乾燥させる。

上述した方法あるいは他の種々の方法によって架橋処理
を施されたフィブロインは成形されるが、その用途、目
的などに応じて種々の形態の成形物とすることができる
。

本発明の架橋処理されたフィブロイン成形物は後の実施
例にも示すように柔軟性、伸縮性にすぐれる。　また、
絹糸は縫合糸にも用いられるように元来生体親和性にも
すぐれており、本発明のフィブロイン成形物も生体親和
性にすぐれる。

成形物はその用途などに応じて種々の形態に加工するこ
とができる。

例えば成形物はフィルム状にすることができ、上記フィ
ブロイン水溶液からフィルム化するにはキャストによる
のが好適であるが、他の再生凝固などの方法を用いるこ
ともできる。

フィルム状フィブロイン成形物は、フィルター、センサ
ー膜などに用いることができる。

また成形物は繊維状にすることができ、ブイプロイン水
溶液から繊維状にするには従来性われていたようにして
行うことができる。　これは縫合糸、人工血管、不織布
などに用いられる。

また成形物は膜状にすることができる。　膜は浸透用、
他の基体の皮膜などに適用され、用途としては透析膜、
基体の生態適合性付加などがある。　他の基体への皮膜
形成法としては、塗布乾燥などがあげられる。

また成形物は多孔質体、マイクロビーズ、ペレットなど
の塊状に加工することもできる。

多孔質化は発泡剤の添加、凍結乾燥などにより行うこと
ができ、マイクロビーズ化は乾燥粉砕などにより行うこ
とができる。　これらには薬剤などを担持させると徐放
性が改善される。

この他にも、吸着剤基材なとの用途がある。

本発明のフィブロイン成形物は架橋剤で処理されて不溶
化されβ型構造にはなっていないと考えられる。　ｒａ
ｎｄｏｍ　ｃｏｉｌ、α型構造物では成形物にしても水
溶性があるために溶けてしまうが、本発明の架橋処理さ
れたフィブロイン成形物はｒａｎｄｏｍ　ｃｏｉｌ、α
型構造物が単に架橋されているだけでβ型構造化しては
いないため水に浸漬しても膨潤はするが溶けることはな
い。

〈実施例〉次に本発明を実施例および比較例をあげて具体的に説明
する。

（実施例１）生糸を５０倍量の０．５％炭酸ナトリウム水溶液中に入
れ、８５〜９０℃で２０分間ゆっくり攪拌し、その後、
同量の水で２回洗浄し、さらに流水で洗浄し、セリシン
を除去した。

この生糸をさらに、ベンゼン／メタノール＝２／１の液
でソックスレー抽出を施し、ワックス、色素などを取除
いた。

このように精練された生糸３ｇを８　ＭＬｉＢｒ水溶液
１００叔中に浸し、３７℃で４８時間静置し、溶解させ
た。　この溶液をセルロース製透析チューブ中に入れ、
水に対して透析を行った。　透析液は１日３回交換し、
透析液に硝酸銀を溶かし、白濁しなくなるまで行った。

　透析チューブごと取り出し、これに風を当てて風乾し
、フィブロイン水溶液を濃縮した。　さらに、約９００
’ＯＧで１０分間遠心し、固形物を取除いた。　このフ
ィブロイン水溶液の濃度は１．５ｗｔ％であった。

次に、液を２分し、一方に架橋剤としてペプチド合成試
薬１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カ
ルボジイミド塩酸塩（以下ＥＤＣという）をフィブロイ
ンと等１加え、溶解させた。ＥＤＣを加えたものを本発
明例１とし、ＥＤＣを加えなかったものを比較例１とす
る。

両者をポリスチレン製シャーレに流延し、室温で３日間
乾燥させた。　　シャーレ上にはフィブロインフィルム
が形成されており、両者とも容易にシャーレからはがす
ことができた。　両者の一部を切りとり、水中に投入す
ると、ＥＤＣを加えた方は、膨潤するが、溶解はしなか
った。　ＥＤＣを加えない方は容易に水に溶けた。

次に、両者をエタノール中に一晩浸漬し、乾燥させた。

　再び両者の一部を切りとり、水中に投入すると、今度
は両者とも水には溶けなかった。

次に両者の引張り試験を行った。　サンプルを長さ８０
　ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．０４ｍｍの大きさに切り
取り、東洋精機製のストログラフＴにて、温度２３℃、
初期長５０ｍｍ、引張速度５０　ｍｍ／ｍｉｎで破断強
度、破断伸度を測定した。

その結果を下に記す。

本発明例１　　　４．３Ｘ１０’　　　６０比較例１　
　１１．６Ｘ１０’　　　２このように、本発明例１は
比較例１と比べて強度は３７％に低下しているにもかか
わらず伸びは３０倍に達し、比較例１のものは剛直でも
ろいが、本発明例１のものは柔軟で伸びがよいのがわか
る。

〈発明の効果〉本発明のフィブロイン成形物は、従来伸びやしなやかさ
のなかったフィブロイン成形物に比べて、３０倍もの伸
びをもつものが得られ、本発明の製造法によればこのよ
うなフィブロイン成形物を簡単に得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）実質的にフィブロインよりなり、フィブロインが
架橋剤で処理されていることを特徴とするフィブロイン
成形物。
（２）前記架橋剤がカルボジイミドである特許請求の範
囲第１項に記載のフィブロイン成形物。
（３）前記架橋剤がグルタールアルデヒドである特許請
求の範囲第１項に記載のフィブロイン成形物。
（４）前記フィブロイン成形物がキャストフィルムであ
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
のフィブロイン成形物。
（５）前記フィブロイン成形物が再生繊維である特許請
求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のフィブ
ロイン成形物。
（６）前記フィブロイン成形物が浸透膜である特許請求
の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のフィブロ
イン成形物。
（７）前記フィブロイン成形物がコート皮膜である特許
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のフィ
ブロイン成形物。
（８）前記フィブロイン成形物が多孔質体である特許請
求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のフィブ
ロイン成形物。
（９）前記フィブロイン成形物がマイクロビーズである
特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
フィブロイン成形物。
（１０）フィブロイン溶液に架橋剤を添加したのち、フ
ィブロインを固形化することを特徴とするフィブロイン
成形物の製造方法。
（１１）フィブロイン溶液からフィブロインを固形化成
形したのち、架橋剤で処理することを特徴とするフィブ
ロイン成形物の製造方法。