(57)【要約】【課題】生体適合性と安全性に優れた抗菌性の樹脂成形体を提供する。【解決手段】抗菌性フィブロインをフィラーとして含有する樹脂で成形された樹脂成形体である。抗菌性フィブロインの含有率は、１質量％以上４０質量％以下が好ましい。抗菌性フィブロインは、例えば繊維状又は粒状のものを用いることができる。樹脂は、熱硬化性樹脂、特にＰＭＭＡが好ましい。樹脂成形体についてＪＩＳ  Ｚ２８０１に準拠して測定したミュータンス菌を２４時間培養したときの増殖値が−３．０未満であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗菌性フィブロインをフィラーとして含有する樹脂で成形された樹脂成形体。
【請求項２】
抗菌性フィブロインの含有率が、１質量％以上である請求項１記載の樹脂成形体。
【請求項３】
抗菌性フィブロインの含有率が、４０質量％以下である請求項２記載の樹脂成形体。
【請求項４】
抗菌性フィブロインが繊維状であり、樹脂成形体の厚さが抗菌性フィブロインの繊維径の１〜１０倍である請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂成形体。
【請求項５】
抗菌性フィブロインが粒状であり、樹脂成形体の厚さが抗菌性フィブロインの粒径の１〜１０倍である請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂成形体。
【請求項６】
樹脂は、熱硬化性樹脂である請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂成形体。
【請求項７】
熱硬化性樹脂は、ＰＭＭＡである請求項４記載の樹脂成形体。
【請求項８】
樹脂成形体についてＪＩＳ  Ｚ２８０１に準拠して測定したミュータンス菌を２４時間培養したときの増殖値が−３．０未満である請求項１記載の樹脂成形体。
【請求項９】
抗菌性フィブロインについてＪＩＳ  Ｌ１９０２に準拠して測定したミュータンス菌を１８時間培養したときの増殖値が０．４以下である請求項１記載の樹脂成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗菌性の樹脂成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂成形体に抗菌性を付与する手段としては、銀、銅、亜鉛などの抗菌性金属イオンを利用した抗菌剤を、樹脂に混合してその樹脂で成形したり、樹脂成形体の表面にコーティングしたりすることが一般的である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、脂肪酸の銀塩を混合した樹脂で成形した樹脂成形体が記載されている。また、特許文献２には、特定酵素の活性を阻害する酸化亜鉛等の作用部位と特定酵素を吸着するシリカ等よりなる吸着部位とが表出している複合粉体を、樹脂等に含有させることが記載されている。
【０００４】
しかし、例えば人体内や皮膚表面などの人体に触れる箇所で使用する樹脂成形体の場合、抗菌成分には生体適合性と、無毒性等の安全性とが求められるところ、抗菌性金属イオンは人体に金属アレルギーを引き起こすおそれがある。
【０００５】
その他、特許文献３には、植物繊維と、熱可塑性繊維と、抗菌性のあるコーヒー抽出残渣物又は茶抽出残渣物とを、乾式積繊法にて混合・熱処理を施すことにより、シート状にしたものが記載されている。しかし、コーヒー抽出残渣物又は茶抽出残渣物による抗菌性は十分なものといえない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−４８０３１号公報
【特許文献２】特開２００４−２０４４０３号公報
【特許文献３】特開２００４−１３７６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、生体適合性と安全性に優れた抗菌性の樹脂成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の樹脂成形体は、抗菌性フィブロインをフィラーとして含有する樹脂で成形されたことを特徴とする。
【０００９】
シルクは手術用の縫合糸として用いられており、セリシンを完全に取り除くことで、体内に入れても安全であることが知られている材料である。フィブロインはシルクを脱セリシン処理して得られるものであるから、上記縫合糸の実績により、生体適合性と安全性に優れていることは実証済みといえる。よって、フィブロインをフィラーとして含有する樹脂も、生体適合性と安全性に優れている。
【００１０】
また、本発明者らは、チオシアン酸イオンが水素結合したβシート構造を含むフィブロインに抗菌性が発現することを見出した。βシート構造（直鎖構造）には、平行βシートと逆平行βシートがある。
【００１１】
このフィブロインに抗菌性が発現するメカニズムは、現時点において必ずしも明確ではないが、次のようなものと考えている。すなわち、チオシアン酸イオン（ＳＣＮ−）が、フィブロインに水素結合することにより、ＨＳＣＮとして安定的に存続する。そのＨＳＣＮには抗菌性があると考えられる。しかも、その結合先がβシート構造（直鎖構造）であることにより、ＨＳＣＮによる抗菌性が発揮されやすくなると考えられる。
【００１２】
フィブロインは、αヘリックス構造（螺旋構造）とβシート構造とを含み、αヘリックス構造よりもβシート構造が多いことが好ましい。αヘリックス構造にチオシアン酸イオンが水素結合した場合には、βシート構造にチオシアン酸イオンが水素結合した場合と比べて、ＨＳＣＮによる抗菌性が発揮されにくいのではないかと考えられるからである。
【００１３】
そして、上記の抗菌性フィブロインをフィラーとして含有する樹脂で成形された樹脂成形体も、樹脂成形体の表面に表出した抗菌性フィブロインの効果で、樹脂成形体全体としても抗菌性を発揮すると考えられる。ここで、「表出」は、所定形状の抗菌性フィブロインの一部の表出でもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、生体適合性と安全性に優れた抗菌性の樹脂成形体を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
樹脂成形体の表面に抗菌性フィブロインが表出する率を高めるためには、抗菌性フィブロインの含有率が１質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましい。
【００１６】
また、樹脂成形体の強度と加工性のためには、抗菌性フィブロインの含有率が４０質量％以下であることが好ましい。
【００１７】
抗菌性フィブロインの形状としては、特に限定されないが、繊維状、粒状等を例示できる。
【００１８】
抗菌性フィブロインが繊維状又は粒状である場合、樹脂成形体の厚さが抗菌性フィブロインの繊維径又は粒径の１〜１０倍であることが好ましく、１〜３倍であることがより好ましい。１倍未満では成形が困難になり、１０倍を超えると樹脂成形体の表面に抗菌性フィブロインが実質的に表出する率が低くなるからである。
【００１９】
樹脂は、特に限定されず、熱硬化性樹脂でも、熱可塑性樹脂でもよい。但し、抗菌性フィブロインの耐熱温度を考慮し、成形温度は１５０℃程度までが好ましい。
【００２０】
熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を例示できる。現に歯科材料、骨セメント等に使用されているＰＭＭＡは、生体適合性に優れ、高硬度である点で最も好ましい。
【００２１】
熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等を例示できる。
【００２２】
抗菌性再生シルクは、グラム陰性菌及びグラム陽性菌に対して抗菌性を有するものとすることができる。グラム陰性菌としては、大腸菌等を例示できる。グラム陽性菌としては、黄色ブドウ球菌、ミュータンス菌等を例示できる。
【００２３】
抗菌性再生シルクは、さらに真菌（細菌と区別される。菌類ともいう。）に対しても抗菌性を有するものとすることができる。真菌としては、カンジダ等を例示できる。
【００２４】
樹脂成形体の用途先は、特に限定されないが、医療用機器、医療用材料、化粧品材料等が適した用途先として例示できる。
【００２５】
特に、樹脂成形体についてＪＩＳ  Ｚ２８０１に準拠して測定したミュータンス菌を２４時間培養したときの増殖値が−３．０未満であることが好ましい。ミュータンス菌は、人の口腔内に存在する、虫歯の原因菌のひとつであり、これに対する抗菌性の高い（増殖値が−３．０未満）再生シルク含有ＰＭＭＡ樹脂成形体は、入れ歯等の歯科材料として好適だからである。
【００２６】
また、抗菌性フィブロインについてＪＩＳ  Ｌ１９０２に準拠して測定したミュータンス菌を１８時間培養したときの増殖値が０．４以下であることが好ましく、０以下であることがより好ましい。この増殖値が０．４以下であれば、樹脂成形体にしたとき抗菌性を発揮できるからである。
【実施例】
【００２７】
本発明を具体化した実施例の樹脂成形体について、製造方法とともに説明する
【００２８】
＜再生シルク（抗菌性フィブロイン）の製造方法＞
まず、再生シルク（抗菌性フィブロイン）を次の方法により製造した。
【００２９】
１．脱セリシン処理・洗浄工程
家蚕の繭２０個を切りきざんで得た９．０ｇの原料繭を、尿素、メルカプトエタノール及びトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（Ｔｒｉｓ）を水に溶かした４００ｍＬの処理水（尿素濃度が８Ｍ、メルカプトエタノール濃度が２体積％、Ｔｒｉｓ濃度が５０ｍＭ）に入れ、８０℃で８時間攪拌して、原料繭に含まれているセリシンを処理水中に溶解させた。
その後、この処理水から不溶分のシルク（フィブロイン）をろ別し、ろ別で得られたフィブロインを蒸留水で洗浄した後、３０℃の恒温槽中に約半日間静置して乾燥し、６．７ｇのフィブロインを得た。
【００３０】
２．チオシアン酸塩水溶解処理
チオシアン酸リチウム１３０ｇを１００ｍＬの水に溶かし、水溶液を作成した（ｐＨ４．６であった）。
【００３１】
このチオシアン酸リチウム塩水溶液に、上記で得られたフィブロインを６．７ｇ浸して溶解させ、約２００ｍＬのフィブロイン水溶液を得た。
【００３２】
３．透析（脱チオシアン酸リチウム処理）
上記で得られた約２００ｍＬのフィブロイン水溶液を、再生セルロースからなる１０本の透析チューブに約２０ｍＬずつ入れた後、処理されるフィブロイン水溶液の約５０〜６５倍の量（体積）の蒸留水が入れられた容器に各透析チューブを４〜６日間浸して、透析によりチオシアン酸リチウムを除去した。なお、各透析チューブを蒸留水に浸している期間中、各容器中の蒸留水を１日に２回入れ替えた。
【００３３】
４．凍結乾燥（乾燥処理）
上記で得られた、チオシアン酸リチウムが除去されたフィブロイン水溶液を、四等分し、それぞれを−５０℃のエタノール浴中に約１時間静置して予備凍結を行った後、１〜２日間凍結乾燥を行い、６．０ｇの多孔質状の乾燥フィブロインを得た。
【００３４】
５．ＨＦＩＰ溶解処理
上記で得られた乾燥フィブロインを１ｇにつき、１０ｍＬのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）に入れ、すなわち、ＨＦＩＰに対してフィブロインを約１０質量％入れ、密閉し、５０℃で２日間攪拌して、フィブロインＨＦＩＰ溶液を得た。
【００３５】
６．紡糸（糸状再生シルク成形処理）
上記で得られたフィブロインＨＦＩＰ溶液を、内径０．２５ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルが付けられた２．５ｍＬのシリンジに入れ、ノズルの先端部をエタノール中につけた状態で、フィブロインＨＦＩＰ溶液をノズルの先端開口からエタノール中に吐出して、フィブロインを糸状に成形してなる、直径が約１２０μｍの再生シルクを得た。
【００３６】
７．熱処理（オートクレーブ処理）
上記で得られた糸状の再生シルク（抗菌性フィブロイン）を、オートクレーブの内部に置き、１２１℃、１００ｋＰａ、１５分の条件で高温高圧蒸気処理をした。同処理後、再生シルク（抗菌性フィブロイン）に残存するＨＦＩＰの残存量を、燃焼イオンクロマトグラフィー（三菱化学社製、ＡＱＦ−１００、ＧＡ−１００）により測定したところ、５１０ｐｐｍであった。
【００３７】
＜再生シルク（抗菌性フィブロイン）の抗菌性試験＞
上記の製造方法で得られた糸状再生シルクを、ＪＩＳ  Ｌ１９０２：２００８（繊維製品の抗菌性試験方法及び抗菌効果）に準拠し、標準布には綿を用いて、抗菌性試験した。
【００３８】
ア．試験条件
定量試験：菌液吸収法
生菌数の測定法：混釈平板培養法
試験菌種：大腸菌（ＮＢＲＣ３３０１、グラム陰性の桿菌で通性嫌気性菌）
：黄色ぶどう球菌（ＮＢＲＣ１２７３２、グラム陽性の球菌で通性嫌気性菌）
：ミュータンス菌（ＩＦＯ１３９５５、グラム陽性の連鎖球菌で通性嫌気性菌）
：カンジダ（ＮＢＲＣ１５９４、真菌に属する無色の不完全酵母）
検体数：各試料３
検体重さ：０．２ｇ
接種菌液量：０．１ｍＬ
試験菌懸濁液：非イオン界面活性剤０．０５％添加
【００３９】
イ．試験操作
バイアル瓶中に検体（０．２ｇ）を入れ、菌液（０．１ｍＬ）を検体に接種した後、バイアル瓶のキャップを締める。その後、３７℃で１８時間培養した。その後、検体から菌を洗い出して、生菌数を測定した。
【００４０】
ウ．測定項目
各試料ごとに生菌数の常用対数値の平均値（以下「生菌対数」という。）を求めた。
【００４１】
エ．試験結果
表１に各試料の生菌対数を示す。増殖値は「培養後の生菌対数−接種直後の生菌対数」の値である。また、比較例として、次の各繊維についても、上記と同様の抗菌性試験を行い、測定結果を表１に並記した。
・綿繊維（無加工品）
・繭繊維（上記「１．脱セリシン処理・洗浄工程」を行う前の繊維）
・脱セリシン繭繊維（上記「１．脱セリシン処理・洗浄工程」のみ行って得た繊維）
・ポリエステル繊維（ＰＥＴ繊維）
・ナイロン繊維
【００４２】
【表１】
2015108103.tif 000002
【００４３】
表１に示すとおり、大腸菌については、比較例としての綿繊維、繭繊維、脱セリシン繭繊維、ＰＥＴ繊維、ナイロン繊維はいずれも抗菌性がないが、再生シルク（抗菌性フィブロイン）は抗菌性があった。
【００４４】
黄色ぶどう球菌についても、比較例としての綿繊維、繭繊維、脱セリシン繭繊維、ＰＥＴ繊維、ナイロン繊維はいずれも抗菌性がないが、再生シルク（抗菌性フィブロイン）は抗菌性があった。
【００４５】
ミュータンス菌については、比較例としての綿繊維及び脱セリシン繭繊維は抗菌性がないが、再生シルク（抗菌性フィブロイン）は抗菌性があった。
【００４６】
カンジダについては、比較例としての綿繊維及び脱セリシン繭繊維は抗菌性がなく、再生シルク（抗菌性フィブロイン）も培養中に菌数を顕著に減らすまでの抗菌性はなかった。しかし、綿繊維及び脱セリシン繭繊維と比べて、再生シルク（抗菌性フィブロイン）培養中の菌数の増加がほとんど無く、ある程度の抗菌性が期待できる（後述する樹脂成形体の抗菌性試験結果を参照）。
【００４７】
＜樹脂成形体の製造方法＞
次に、上記の再生シルク（抗菌性フィブロイン）をフィラーとして含有するＰＭＭＡ樹脂により、樹脂成形体を次の方法で成形した。
【００４８】
１．上記の再生シルク（抗菌性フィブロイン）を長さ２〜３ｍｍになるように短く切った。
２．メタクリル酸エステル重合体１ｇに対し、上記１の再生シルクを０．５５ｇ（成形体の２５質量％）加え、よく混ぜた。なお、後述するカンジダに対する抗菌性試験については、上記１の再生シルクを０．２８ｇ（成形体の１５質量％）加えたものと、１．１ｇ（成形体の４０質量％）加えたものも作製した。
３．上記２の原料へメタクリル酸メチル０．６ｇを滴下し、よく混ぜた。
４．上記３の原料を室温にて２５分間静置した。
５．上記４の原料を鉄板製の上下型で上下挟み、板間距離０．２ｍｍとなるよう、２０ＭＰａ、９０℃、３０分間の条件で加熱プレス成形した。
６．上記５で成形した厚さ０．２ｍｍの樹脂成形体を上下型から取り出し、イオン交換水中で３０分間洗浄した。
７．上記６の樹脂成形体を乾燥させた。
【００４９】
また比較例として、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂単体よりなるフィルムを使用した。
【００５０】
また別の比較例として、天然シルクをフィラーとして含有するＰＭＭＡ樹脂により、樹脂成形体を上記と同様の方法で成形した。天然シルクの配合量は０．５５ｇ（成形体の２５質量％）である。
【００５１】
さらに別の比較として、ＰＭＭＡ樹脂単体よりなる樹脂成形体を次の方法で成形した。
１．メタクリル酸エステル重合体１ｇに対し、メタクリル酸メチル０．６ｇを滴下し、よく混ぜた。
２．上記１の原料を室温にて２５分間静置した。
３．上記２の原料を鉄板製の上下型で上下挟み、板間距離０．２ｍｍとなるよう、２０ＭＰａ、９０℃、３０分間の条件で加熱プレス成形した。
４．上記３で成形した厚さ０．２ｍｍの樹脂成形体を上下型から取り出し、イオン交換水中で３０分間洗浄した。
５．上記４の樹脂成形体を乾燥させた。
【００５２】
＜樹脂成形体の抗菌性試験＞
上記の製造方法で得られた樹脂成形体を、ＪＩＳ  Ｚ２８０１：２０１０（抗菌加工製品−抗菌性試験方法・抗菌効果）に準拠し、抗菌性試験した。
【００５３】
ア．試験条件
試験菌種：大腸菌（ＮＢＲＣ３９７２）
：黄色ぶどう球菌（ＮＢＲＣ１２７３２）
：ミュータンス菌（ＩＦＯ１３９５５）
：カンジダ（ＮＢＲＣ１５９４）
検体数：各試料３
検体寸法：５ｃｍ×５ｃｍ
接種菌液量：０．４ｍＬ
試験用培地：ＳＣＤＬＰ培地
【００５４】
イ．試験操作
未加工試験片および抗菌加工を行なった試験片のそれぞれについて、試験菌液を滴下し、フィルムをかぶせ、シャーレ内で３５℃で２４時間培養した。培養後の試験溶液をフィルムと試験片から洗い出した後、溶液中の菌数を寒天平板培養法により測定し、それぞれの試験片の単位面積当たりの生菌数を測定した。
【００５５】
ウ．測定項目
上記の生菌数から生菌対数を求めた。培養後の生菌対数が接種直後の生菌対数未満であった場合を抗菌性ありとし、接種直後の生菌対数以上であった場合を抗菌性なしと評価した。
【００５６】
エ．試験結果
表２に各試験片の生菌対数を示す。
【００５７】
【表２】
2015108103.tif 000003
【００５８】
表２に示すとおり、大腸菌については、ＰＥフィルムと天然シルク含有ＰＭＭＡ樹脂成形体は抗菌性がなく、ＰＭＭＡ樹脂成形体は抗菌性があったが、このＰＭＭＡ樹脂成形体と比べても、再生シルク含有ＰＭＭＡ樹脂成形体は抗菌性が高かった。
【００５９】
黄色ぶどう球菌については、ＰＥフィルムは抗菌性がなく、天然シルク含有ＰＭＭＡ樹脂成形体は抗菌性が若干あり、ＰＭＭＡ樹脂成形体と再生シルク含有ＰＭＭＡ樹脂成形体は抗菌性が高かった。
【００６０】
ミュータンス菌については、ＰＥフィルムは抗菌性があり、ＰＭＭＡ樹脂成形体は抗菌性が高かったが、このＰＭＭＡ樹脂成形体と比べても、再生シルク含有ＰＭＭＡ樹脂成形体は抗菌性がさらに高かった（増殖値が−３．０未満）。
【００６１】
ミュータンス菌は、人の口腔内に存在する、虫歯の原因菌のひとつであるから、これに対する抗菌性の高い再生シルク含有ＰＭＭＡ樹脂成形体は、入れ歯等の歯科材料として好適であるといえる。
【００６２】
カンジダについては、ＰＥフィルムとＰＭＭＡ樹脂成形体は抗菌性がなく、再生シルク含有ＰＭＭＡ樹脂成形体は抗菌性が若干あった。そして、再生シルク含有率が１５質量％又は４０質量％の場合に対して、２５質量％の場合に抗菌性が高かった。
【００６３】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。