(57)【要約】  少なくとも１０％のヘンプオイルと、ポリマーとを含む、抗細菌性複合材料であって、当該ヘンプオイルが少なくとも１０ｍｇ／ｍｌの濃度のＣＢＤを含み、当該抗細菌性複合材料が、当該ヘンプオイル及び当該ポリマーが溶媒に溶解され、当該溶媒が、最大１００ｋＶで電圧が印加される紡糸口金を通じて押し出され、当該溶媒が当該紡糸口金を通じて圧搾され、コレクター上で当該抗細菌性複合材料を形成するプロセスによって形成される、抗細菌性複合材料。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘンプオイル及びアセテートを含むナノスピニング繊維を製造する方法であって、前記ヘンプオイル及びアセテートをアセトン溶液に溶解することと、前記アセトン溶液を押出成形して前記ナノスピニング繊維を形成することとを含む、方法。
【請求項２】
前記ヘンプオイルがカンナビジオール（「ＣＢＤ」）オイルであり、少なくとも１０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複合材料が１０％のヘンプオイル及び９０％のアセテート（各パーセンテージは全組成における重量パーセントである）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アセトン溶液が５０〜９９％のアセトンである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ヘンプオイルが、少なくとも１０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤ濃度を有するＣＢＤ抽出物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
複合材料を製造する方法であって、ヘンプ植物からのオイル部分を抽出して抽出ヘンプオイルを形成することと、前記抽出ヘンプオイルを非水性溶媒に溶解することと、第２の材料を前記非水性溶媒に溶解することと、前記抽出ヘンプオイル及び第２の材料の両方を有する材料を押出成形してナノスピニング繊維にすることとを含む、方法。
【請求項７】
前記抽出ヘンプオイルが、少なくとも１０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤとキャリアオイルとを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記非水性溶媒がアセトンである、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記抽出ヘンプオイル部分が、前記複合材料の総重量の０．１〜５０％を構成する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記抽出ヘンプオイル部分が、前記複合材料の総重量の５〜２５％を構成する、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記抽出ヘンプオイル部分が、前記複合材料の総重量の５〜１５％を構成する、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
第３の構成要素であって、グラム陰性細菌が前記第３の構成要素に接触したときに、このようなグラム陰性細菌の集団を低減するのに有効である、第３の構成要素をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記抽出ヘンプオイルが、少なくとも２０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
前記抽出ヘンプオイルが、少なくとも４０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記抽出ヘンプオイルが、少なくとも５０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
０．１〜２５％のヘンプオイルと、９９．９〜７５％のアセテートとを含む、ナノスピニング繊維。
【請求項１７】
前記繊維が、前記ヘンプオイル及び前記アセテートをアセトンに溶解してアセトン溶液を形成し、前記アセトン溶液を押出成形してナノスピニング繊維にすることによって製造される、請求項１６に記載のナノスピニング繊維。
【請求項１８】
グラム陰性細菌の処理に有効な材料をさらに含む、請求項１６に記載のナノスピニング繊維。
【請求項１９】
約１０％のヘンプオイルと、約９０％のアセテートとを含む、請求項１６に記載のナノスピニング繊維。
【請求項２０】
オールスパイス、アンゼリカ、アニス、バジル、ベイリーフ、ベンゾイン、ベルガモット、カバノキ、ビターアーモンド、ブラックペッパー、ボルド、ブッコノキ、カユプテ、ショウブ、カモミール、カンフル、キャラウェイ、カルダモン、ニンジン種子、カッシア、イヌハッカ、シダーウッド、キク、シナモン、シトロネラ、ココナッツ、クラリセージ、クローブ、ココナッツ、コリアンダー、クミン、イトスギ、ダバナ、ディル、エレミ、ユーカリ、フェンネル、フランキンセンス、ガルバヌム、ゼラニウム、ショウガ、グレープフルーツ、ムギワラギク、ヘンプ、ヒソップ、ジャスミン、ジュニパー、ラバンジン、ラベンダー、レモン、レモングラス、ライム、マンダリン、マヌカ、マージョラム、ＭＣＴ（中鎖トリグリセリド）オイル、メリッサ、ヨモギ、モウズイカ、マスタード、ミルラ、フトモモ、ネロリ、ニアウリ、ナツメグ、ツノマタゴケ、オレンジ、オレガノ、ヤシ、パルマローザ、パセリ、パチョリ、ペニーロイヤル、ペパーミント、プチグレン、ピメント、マツ、ラベンサラ、バラ、ローズマリー、ローズウッド、ヘンルーダ、セージ、ビャクダン、スペアミント、カンショウ、センジュギク、タンジェリン、ヨモギギク、タラゴン、ティーツリー、ツジャ、タイム、チュベローズ、バニラ、ベチベル、ウィンターグリーン、ニガヨモギ、ノコギリソウ、イラン、及びこれらの組合せからなる群より選択される、少なくとも１つのさらなるオイルをさらに含む、請求項１６に記載のナノスピニング繊維。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのさらなるオイルが、前記複合物の総重量の少なくとも１０％の重要パーセンテージで前記アセトン溶液に添加される、請求項２０に記載のナノスピニング繊維。
【請求項２２】
少なくとも１つのオイル及び少なくとも１つのポリマーを含む節足動物忌避剤材料であって、前記少なくとも１つのオイルと少なくとも１つのポリマーとがエレクトロスピンされて複合物となり、前記複合物が別の材料に付着して前記節足動物忌避剤材料を形成する、節足動物忌避剤材料。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのオイルがヘンプベースオイルである、請求項２２に記載の忌避剤材料。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのオイルが、少なくとも１０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤを含むヘンプベースオイルである、請求項２２に記載の節足動物忌避剤材料。
【請求項２５】
キクオイル、ティーツリーオイル、レモングラスオイル、及びこれらの組合せからなる群より選択される少なくとも１つの第２のオイル（ａｔ  ｌａｓｔ  ａ  ｓｅｃｏｎｄ  ｏｉｌ）をさらに含む、請求項２２に記載の節足動物忌避剤材料。
【請求項２６】
少なくとも１０％の前記少なくとも１つのオイルを含む、請求項２２に記載の節足動物忌避剤材料。
【請求項２７】
少なくとも１０％のヘンプオイルと、ポリマーとを含む、抗細菌性複合材料であって、前記ヘンプオイルが少なくとも１０ｍｇ／ｍｌの濃度のＣＢＤを含み、前記抗細菌性複合材料が、前記ヘンプオイル及び前記ポリマーが溶媒に溶解され、前記溶媒が、最大１００ｋＶで電圧が印加される紡糸口金を通じて押し出され、前記溶媒が前記紡糸口金を通じて圧搾され、コレクター上で前記抗細菌性複合材料を形成するプロセスによって形成される、抗細菌性複合材料。
【請求項２８】
前記ポリマーが、生分解性ポリマー、非生分解性ポリマー、またはこれらの組合せより選択される、請求項２７に記載の抗細菌性複合材料。
【請求項２９】
オールスパイス、アンゼリカ、アニス、バジル、ベイリーフ、ベンゾイン、ベルガモット、カバノキ、ビターアーモンド、ブラックペッパー、ボルド、ブッコノキ、カユプテ、ショウブ、カモミール、カンフル、キャラウェイ、カルダモン、ニンジン種子、カッシア、イヌハッカ、シダーウッド、キク、シナモン、シトロネラ、ココナッツ、クラリセージ、クローブ、ココナッツ、コリアンダー、クミン、イトスギ、ダバナ、ディル、エレミ、ユーカリ、フェンネル、フランキンセンス、ガルバヌム、ゼラニウム、ショウガ、グレープフルーツ、ムギワラギク、ヘンプ、ヒソップ、ジャスミン、ジュニパー、ラバンジン、ラベンダー、レモン、レモングラス、ライム、マンダリン、マヌカ、マージョラム、ＭＣＴ（中鎖トリグリセリド）オイル、メリッサ、ヨモギ、モウズイカ、マスタード、ミルラ、フトモモ、ネロリ、ニアウリ、ナツメグ、ツノマタゴケ、オレンジ、オレガノ、ヤシ、パルマローザ、パセリ、パチョリ、ペニーロイヤル、ペパーミント、プチグレン、ピメント、マツ、ラベンサラ、バラ、ローズマリー、ローズウッド、ヘンルーダ、セージ、ビャクダン、スペアミント、カンショウ、センジュギク、タンジェリン、ヨモギギク、タラゴン、ティーツリー、ツジャ、タイム、チュベローズ、バニラ、ベチベル、ウィンターグリーン、ニガヨモギ、ノコギリソウ、イラン、及びこれらの組合せからなる群より選択される、少なくとも１つの第２のオイルを含む、請求項２７に記載の抗細菌性複合材料。
【請求項３０】
前記ポリマーが、ポリ乳酸、ポリグリコシド、ポリグリコール酸、ポリラクチド、ポリヒドロキシ酪酸（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｏｂｕｔｙｒａｔｅ）、キトサン、ヒアルロン酸、及びヒドロゲル；ポリ（２−ヒドロキシエチル−メタクリレート）、ポリ（エチレングリコール）、キトサン、アセテート、ゴム、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、熱可塑性ポリウレタン、ならびにフルオロカーボン及びある特定の炭化水素ポリマーに基づくもの（典型的に非生分解性である）；ならびにこれらの組合せからなる群より選択される、請求項２７に記載の抗細菌性複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、２０１８年４月２７日出願の米国仮出願第６２／６６３，７１６号の恩典を主張し、当該仮出願はその全体が参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本出願は概して、オイルとポリマーとから構成されたナノスピニング材料であって、ある特定の抗細菌特性及びその他の特性を有し、ファブリック材料における技術的特性をもたらすために利用することができる、ナノスピニング材料に関する。
【背景技術】
【０００３】
ヘンプは、様々なＣａｎｎａｂｉｓ  ｓａｔｉｖａ植物種のうち、北半球で典型的に見られる数種の植物種の１つである。成長が速い地上植物の１つであり、およそ１０，０００年前にスピニングして繊維になった最初の植物の１つである。ヘンプ作物は、１シーズンに１エーカー当たり３〜８トンの乾燥茎を産出する潜在能力を有する。ヘンプは生来的に雑草に対する回復力に富み、１年に２〜３回収穫することができる。ヘンプは殺虫剤や除草剤が不要であり、生育に要する水や肥料は、繊維用途で栽培される綿のような他の作物よりも少なくて済む。ヘンプはさらに、耕地を開墾したり休ませたりするのに利用することができ、またカーボンネガティブ植物として機能する。
【０００４】
平均的なヘンプ植物は６フィート〜１６フィートの高さまで成長し、およそ７０〜１１０日で成熟する。ヘンプ作物は、１エーカー当たり３〜８トンの乾燥茎を産出する可能性を有する。ヘンプは、他の農作物より優れた多くの利点を有する。すなわち、ヘンプ植物はそれ自体が雑草に対する回復力に富み、１シーズンに２〜３回収穫することができ、生育に殺虫剤や除草剤が不要である。ヘンプ植物の深い根系は、生育するのに必要な窒素（肥料）及び水が少なくて済むことを意味する。さらに、農家は、他の作物用に農地を開墾する代替手段としてヘンプ植物を使用することができる。
【０００５】
ヘンプは、多くの双子葉植物と同様に、師部と、師部の周囲の繊維とを含む。ヘンプにも違いはなく、繊維（靭皮繊維）及び木質部分の両方を含む。繊維は、機械的特性（例えば剥皮）または化学的特性によって木質部から分離することができ、繊維は、カーペット、糸、ロープ、網、マットなどのような織物を含めた任意の繊維材料に使用することができる。これに対し、木質部は比較的使用が困難であり、製紙、パーティクルボード、コンクリート混合物、及び建築用複合材などのプロセス、ならびに動物の敷料向けの使用にとどまっている。
【０００６】
ヘンプ植物の特性により、茎の木質部及び繊維部分の使用を通じて製紙、織物、衣類、生分解性プラスチック、塗料添加物、絶縁材料、バイオ燃料、加えて食品の原料を含めた多くの商品に精製することが可能である。ただし、ある特定のヘンプの変種は、ある特定のカンナビノイド化合物、テルペン化合物、及びその他の化合物の濃度で知られており、これらはさらなる使用のために単離され得る。
【０００７】
ヘンプ植物からの化合物で最も広く知られているのは、テトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）である。残念ながら、ＴＨＣの向精神特性は、この化合物の濃度が低いまたはゼロの多くの変種が存在するにもかかわらず、ヘンプ栽培の制限につながっている。しかし、他の変種は、カンナビジオール（ＣＢＤ）オイルの生産に使用される花及び種子で知られている。多くのヘンプ系統は、ＴＨＣのような植物化学組成物の濃度を高めるために選択的に育種されてきたが、ＣＢＤのような組成物の濃度が高い系統も存在する。それでも、米国ではＴＨＣを含む材料の栽培に対する意義を理由に、ヘンプに対する制限は大きいものとなっている。
【０００８】
ヘンプシード自体は、生食したり、挽き割り粉にしたり、乾燥粉末にしたりすることができる。葉も、生で消費したり加熱して消費したりすることができる。これらの材料は液体にして、ベーキングに用いたり、ヘンプミルク、ヘンプジュース、及び茶を含めた飲料に用いることもできる。とりわけ、ヘンプオイルはしばしば種子から低温圧搾され、不飽和脂肪酸が多い。外皮を除いたヘンプシード１００グラムは５８６カロリーであり、およそ５％の水分、５％の炭水化物、４９％の総脂肪分、及び３１％のタンパク質を含む。ヘンプシードは、ビタミンＢ、マンガン、リン、マグネシウム、亜鉛、鉄、及び食物繊維の豊富な供給源でもある。ただ残念なことに、ヘンプオイルは急速に酸化し短時間で酸敗するため、安定するように適切に制御し調合しなければならない。例えば、条件の制御、すなわち、暗状態及び酸素低減ならびに低温によって貯蔵寿命を増加させることはできるが、オリーブオイル及び他の植物油を含めた他の既知のオイルと比較すると、依然短期間ではある。これらのオイルは、典型的には最大強度で使用するか、またはキャリアで希釈して局所的に適用する。
【０００９】
ヘンプシードに由来するヘンプオイルは、抗細菌、抗ウイルス、抗真菌、抗酸化、抗炎症、及び心臓保護特性を備える。さらに、このオイルは皮膚再生剤として局所的に使用することができる。ボタニカルオイル及びエッセンシャルオイルファミリーのオイルを含めたさらなるオイルは、その他の特性を有することで知られており、その一部は、ヘンプオイルのように、抗細菌、抗ウイルス、抗真菌、抗酸化、抗炎症、及び心臓保護における有用な特性を有する。一方その他のオイルは、その植物的特徴やその他の好適な使用において有用である。
【００１０】
ＣＢＤオイルもヘンプ植物から産生され得るが、ヘンプ植物の葉、花、及び葉柄から抽出される。ＣＢＤオイルもヘンプオイルのように、ある特定の抗炎症特性を有する。
【００１１】
本明細書の実施形態は、オイルをある特定のポリマー材料と共に組み合わせて、注入されたポリマーがオイルの特性を取り込むことを可能にするプロセス及び方法について説明する。また、出願者はさらに、少なくとも１つのオイルとポリマーキャリアとを含む新規の材料及び物質組成物を生成した。これは、驚くべきことに、オイルとポリマーとの組合せから作製された織物にオイルの特性を付与する。
【発明の概要】
【００１２】
好ましい実施形態は、ヘンプベースオイルを含む新規の複合材料を製造する方法であって、ヘンプベースオイル及びポリマーをアセトン溶液に溶解することと、アセトン溶液を押出成形してナノスピニングフィラメントを形成することとを含む、方法を対象とする。さらなる好ましい実施形態において、ヘンプベースオイルはＣＢＤに富む（ＣＢＤが１０％超）抽出オイルであり、ポリマーはアセテートである。
【００１３】
好ましい実施形態において、１〜３０％の少なくとも１つのオイルと、９９％〜７０％の少なくとも１つのポリマーとを含む繊維を製造する方法であって、オイル及びポリマーが組み合わされ、エレクトロスピニングによって押出成形されて、組み合わされたオイル及びポリマーを含む繊維またはフィルムを形成する、方法。
【００１４】
好ましい実施形態において、１〜３０％の少なくとも１つのオイルと、９９％〜７０％の少なくとも１つのポリマーとを含む、エレクトロスピニングされたフィルムまたは繊維。好ましい実施形態において、少なくとも１つのオイルはカンナビス属植物植物に由来し、好ましくはＣＢＤオイルである。さらなる好ましい実施形態において、少なくとも１つのオイルは少なくとも２つのオイルを含み、ＣＢＤオイルである第１のオイルと、オールスパイス、アンゼリカ、アニス、バジル、ベイリーフ、ベンゾイン、ベルガモット、カバノキ、ビターアーモンド、ブラックペッパー、ボルド、ブッコノキ、カユプテ、ショウブ、カモミール、カンフル、キャラウェイ、カルダモン、ニンジン種子、カッシア、イヌハッカ、シダーウッド、キク、シナモン、シトロネラ、クラリセージ、クローブ、コリアンダー、クミン、イトスギ、ダバナ、ディル、エレミ、ユーカリ、フェンネル、フランキンセンス、ガルバヌム、ゼラニウム、ショウガ、グレープフルーツ、ムギワラギク、ヘンプ、ヒソップ、ジャスミン、ジュニパー、ラバンジン、ラベンダー、レモン、レモングラス、ライム、マンダリン、マヌカ、マージョラム、メリッサ、ヨモギ、モウズイカ、マスタード、ミルラ、フトモモ、ネロリ、ニアウリ、ナツメグ、ツノマタゴケ、オレンジ、オレガノ、パルマローザ、パセリ、パチョリ、ペニーロイヤル、ペパーミント、プチグレン、ピメント、マツ、ラベンサラ、バラ、ローズマリー、ローズウッド、ヘンルーダ、セージ、ビャクダン、スペアミント、カンショウ、センジュギク、タンジェリン、ヨモギギク、タラゴン、ティーツリー、ツジャ、タイム、チュベローズ、バニラ、ベチベル、ウィンターグリーン、ニガヨモギ、ノコギリソウ、イラン、及びこれらの組合せからなる群より選択される第２のオイルとを含む。
【００１５】
好ましい実施形態において、ナノ複合材料を製造する方法であって、当該複合材料が、５〜３０％のＣＢＤオイル及び７０％〜９５％のポリマー（各パーセンテージは全組成における重量パーセントである）を含む、方法。好ましい実施形態において、ポリマーはアセテートである。好ましい実施形態において、ＣＢＤオイル及びアセテートはアセトン溶液に溶解する。好ましい実施形態において、アセトン溶液は５０〜９９％のアセトンである。
【００１６】
好ましい実施形態において、複合材料を製造する方法であって、ヘンプの花、葉、茎、及びこれらの組合せからのオイル部分を抽出することと、抽出オイルを非水性溶媒に溶解することと、第２の材料を当該非水性溶媒に溶解することと、当該抽出オイル及び第２の材料の両方を有する材料を押出成形してナノスピニング繊維にすることとを含む、方法。好ましくは、抽出オイルは、少なくとも５％のカンナビジオール（「ＣＢＤ」）、より好ましくは少なくとも１０％のＣＢＤ、最も好ましくは少なくとも１５％のＣＢＤ、または２０％のＣＢＤを含む。さらなる好ましい実施形態において、オイルは低温圧搾されたヘンプシードオイルであり、当該オイルは、Ｂ−ミルセン、Ｂ−カリオフィレン、リナロール、ａ−ピネン、シトラール、ｄ−リモネン、及びユーカリプトールを含むある特定のテルペンによってさらに濃縮される。このようなテルペンは、天然でも合成でも誘導することができ、ヘンプシードオイルの総重量の０〜１０％で添加することができる。好ましい実施形態において、ヘンプオイルは、下記を含むテルペンの１％溶液によって濃縮される。
【表１】
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【００１７】
好ましい実施形態において、非水性溶媒はアセトンである。
【００１８】
好ましい実施形態において、オイル部分は、複合材料の総重量の０．１〜５０％を構成する。好ましい実施形態において、オイル部分は、複合材料の総重量の５〜２５％を構成する。好ましい実施形態において、オイル部分は、複合材料の総重量の５〜１５％を構成する。
【００１９】
好ましい実施形態において、ナノスピニング繊維はさらに、第３の構成要素であって、グラム陰性細菌が第３の構成要素に接触したときに、このようなグラム陰性細菌の集団を低減するのに有効である、第３の構成要素を含む。
【００２０】
好ましい実施形態において、０．１〜２５％のＣＢＤオイルと、９９．９〜７５％のアセテートとを含む、ナノスピニング繊維。
【００２１】
さらなる好ましい実施形態において、１〜２０％のＣＢＤオイルと、１〜２０％の第２のオイルと、６０〜９８％のポリマーとを含む、ナノスピニング繊維。
【００２２】
好ましい実施形態において、ＣＢＤオイル及びポリマーを含むナノスピニング繊維であって、当該繊維が、当該ＣＢＤオイルと、アセテートである当該ポリマーとをアセトン（ａｃｅｔａｔｅ）に溶解し、ＣＢＤ及びアセテートを含む当該アセトンを押出成形してナノスピニング繊維にすることにより、製造される、ナノスピニング繊維。好ましい実施形態において、グラム陰性細菌の処理に有効な材料をさらに含む、ナノスピニング繊維。
【００２３】
さらなる好ましい実施形態において、ヘンプオイル及びアセテートを含むナノスピニング繊維を製造する方法であって、当該ヘンプオイル及びアセテートをアセトン溶液に溶解することと、当該アセトン溶液を押出成形して当該ナノスピニング繊維を形成することとを含む、方法。
【００２４】
さらなる実施形態において、ヘンプオイルがカンナビジオール（「ＣＢＤ」）オイルであり、少なくとも１０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤを含む、方法。
【００２５】
さらなる実施形態において、複合材料が１０％のヘンプオイル及び９０％のアセテート（各パーセンテージは全組成における重量パーセントである）を含む、方法。
【００２６】
さらなる実施形態において、アセトン溶液が５０〜９９％のアセトンである、方法。
【００２７】
さらなる実施形態において、ヘンプオイルが、少なくとも１０ｍｇ／ｍｌの濃度のＣＢＤを有するＣＤＢ抽出物を含む、方法。
【００２８】
さらなる好ましい実施形態において、複合材料を製造する方法であって、ヘンプ植物からのオイル部分を抽出して抽出ヘンプオイルを形成することと、当該抽出ヘンプオイルを非水性溶媒に溶解することと、第２の材料を当該非水性溶媒に溶解することと、当該抽出ヘンプオイル及び第２の材料の両方を有する材料を押出成形してナノスピニング繊維にすることとを含む、方法。
【００２９】
さらなる実施形態において、抽出ヘンプオイルが、少なくとも１０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤとキャリアオイルとを含む、方法。
【００３０】
さらなる実施形態において、非水性溶媒がアセトンである、方法。
【００３１】
さらなる実施形態において、抽出ヘンプオイル部分が、複合材料の総重量の０．１〜５０％を構成する、方法。
【００３２】
さらなる実施形態において、抽出ヘンプオイル部分が、複合材料の総重量の５〜２５％を構成する、方法。
【００３３】
さらなる実施形態において、抽出ヘンプオイル部分が、複合材料の総重量の５〜１５％を構成する、方法。
【００３４】
さらなる実施形態において、第３の構成要素であって、グラム陰性細菌が第３の構成要素に接触したときに、このようなグラム陰性細菌の集団を低減するのに有効である、第３の構成要素をさらに含む、方法。
【００３５】
さらなる実施形態において、抽出ヘンプオイルが、少なくとも２０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤを含む、方法。さらなる実施形態において、抽出ヘンプオイルが、少なくとも４０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤを含む、方法。さらなる実施形態において、抽出ヘンプオイルが、少なくとも５０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤを含む、方法。
【００３６】
さらなる好ましい実施形態において、０．１〜２５％のヘンプオイルと、９９．９〜７５％のアセテートとを含む、ナノスピニング繊維。
【００３７】
さらなる実施形態において、ナノスピニング繊維は、ヘンプオイル及びアセテートをアセトンに溶解してアセトン溶液を形成し、当該アセトン溶液を押出成形してナノスピニング繊維にすることによって製造される。
【００３８】
さらなる実施形態において、グラム陰性細菌の処理に有効な材料を含む、ナノスピニング繊維。
【００３９】
さらなる実施形態において、約１０％のヘンプオイルと、約９０％のアセテートとを含む、ナノスピニング繊維。
【００４０】
さらなる実施形態において、オールスパイス、アンゼリカ、アニス、バジル、ベイリーフ、ベンゾイン、ベルガモット、カバノキ、ビターアーモンド、ブラックペッパー、ボルド、ブッコノキ、カユプテ、ショウブ、カモミール、カンフル、キャラウェイ、カルダモン、ニンジン種子、カッシア、イヌハッカ、シダーウッド、キク、シナモン、シトロネラ、ココナッツ、クラリセージ、クローブ、ココナッツ、コリアンダー、クミン、イトスギ、ダバナ、ディル、エレミ、ユーカリ、フェンネル、フランキンセンス、ガルバヌム、ゼラニウム、ショウガ、グレープフルーツ、ムギワラギク、ヘンプ、ヒソップ、ジャスミン、ジュニパー、ラバンジン、ラベンダー、レモン、レモングラス、ライム、マンダリン、マヌカ、マージョラム、ＭＣＴ（中鎖トリグリセリド）オイル、メリッサ、ヨモギ、モウズイカ、マスタード、ミルラ、フトモモ、ネロリ、ニアウリ、ナツメグ、ツノマタゴケ、オレンジ、オレガノ、ヤシ、パルマローザ、パセリ、パチョリ、ペニーロイヤル、ペパーミント、プチグレン、ピメント、マツ、ラベンサラ、バラ、ローズマリー、ローズウッド、ヘンルーダ、セージ、ビャクダン、スペアミント、カンショウ、センジュギク、タンジェリン、ヨモギギク、タラゴン、ティーツリー、ツジャ、タイム、チュベローズ、バニラ、ベチベル、ウィンターグリーン、ニガヨモギ、ノコギリソウ、イラン、及びこれらの組合せからなる群より選択される、少なくとも１つのさらなるオイルをさらに含む、ナノスピニング繊維。
【００４１】
さらなる実施形態において、少なくとも１つのさらなるオイルが、複合物の総重量の少なくとも１０％の重要パーセンテージでアセトン溶液に添加される、請求項２０に記載のナノスピニング繊維。
【００４２】
さらなる好ましい実施形態において、少なくとも１つのオイル及び少なくとも１つのポリマーを含む節足動物忌避剤材料であって、当該少なくとも１つのオイルと少なくとも１つのポリマーとがエレクトロスピンされて複合物となり、当該複合物が別の材料に付着して当該節足動物忌避剤材料を形成する、節足動物忌避剤材料。
【００４３】
さらなる実施形態において、少なくとも１つのオイルがヘンプベースオイルである、忌避剤材料。
【００４４】
さらなる実施形態において、少なくとも１つのオイルが、少なくとも１０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤを含むヘンプベースオイルである、忌避剤材料。
【００４５】
さらなる実施形態において、キクオイル、ティーツリーオイル、レモングラスオイル、及びこれらの組合せからなる群より選択される少なくとも１つの第２のオイル（ａｔ  ｌａｓｔ  ａ  ｓｅｃｏｎｄ  ｏｉｌ）をさらに含む、忌避剤材料。
【００４６】
さらなる実施形態において、少なくとも１０％の少なくとも１つのオイルを含む、忌避剤材料。
【００４７】
さらなる好ましい実施形態において、少なくとも１０％のヘンプオイルと、ポリマーとを含む、抗細菌性複合材料であって、当該ヘンプオイルが少なくとも１０ｍｇ／ｍｌの濃度のＣＢＤを含み、当該抗細菌性複合材料が、当該ヘンプオイル及び当該ポリマーが溶媒に溶解され、当該溶媒が、最大１００ｋＶで電圧が印加される紡糸口金を通じて押し出され、当該溶媒が当該紡糸口金を通じて圧搾され、コレクター上で当該抗細菌性複合材料を形成するプロセスによって形成される、抗細菌性複合材料。
【００４８】
さらなる実施形態において、ポリマーが、生分解性ポリマー、非生分解性ポリマー、またはこれらの組合せより選択される、抗細菌性複合物。
【００４９】
さらなる実施形態において、オールスパイス、アンゼリカ、アニス、バジル、ベイリーフ、ベンゾイン、ベルガモット、カバノキ、ビターアーモンド、ブラックペッパー、ボルド、ブッコノキ、カユプテ、ショウブ、カモミール、カンフル、キャラウェイ、カルダモン、ニンジン種子、カッシア、イヌハッカ、シダーウッド、キク、シナモン、シトロネラ、ココナッツ、クラリセージ、クローブ、ココナッツ、コリアンダー、クミン、イトスギ、ダバナ、ディル、エレミ、ユーカリ、フェンネル、フランキンセンス、ガルバヌム、ゼラニウム、ショウガ、グレープフルーツ、ムギワラギク、ヘンプ、ヒソップ、ジャスミン、ジュニパー、ラバンジン、ラベンダー、レモン、レモングラス、ライム、マンダリン、マヌカ、マージョラム、ＭＣＴ（中鎖トリグリセリド）オイル、メリッサ、ヨモギ、モウズイカ、マスタード、ミルラ、フトモモ、ネロリ、ニアウリ、ナツメグ、ツノマタゴケ、オレンジ、オレガノ、ヤシ、パルマローザ、パセリ、パチョリ、ペニーロイヤル、ペパーミント、プチグレン、ピメント、マツ、ラベンサラ、バラ、ローズマリー、ローズウッド、ヘンルーダ、セージ、ビャクダン、スペアミント、カンショウ、センジュギク、タンジェリン、ヨモギギク、タラゴン、ティーツリー、ツジャ、タイム、チュベローズ、バニラ、ベチベル、ウィンターグリーン、ニガヨモギ、ノコギリソウ、イラン、及びこれらの組合せからなる群より選択される、少なくとも１つの第２のオイルを含む、抗細菌性複合物。
【００５０】
さらなる実施形態において、当該ポリマーが、ポリ乳酸、ポリグリコシド、ポリグリコール酸、ポリラクチド、ポリヒドロキシ酪酸（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｏｂｕｔｙｒａｔｅ）、キトサン、ヒアルロン酸、及びヒドロゲル；ポリ（２−ヒドロキシエチル−メタクリレート）、ポリ（エチレングリコール）、キトサン、アセテート、ゴム、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、熱可塑性ポリウレタン、ならびにフルオロカーボン及びある特定の炭化水素ポリマーに基づくもの（典型的に非生分解性である）；ならびにこれらの組合せからなる群より選択される、抗細菌性複合物。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、４つの異なるＴＰＵ及びヘンプオイル材料におけるＭＳＳＡ細菌の阻害パーセントを示すグラフを示している。
【図２】図２は、９０％のアセテート及び１０％のＣＢＤオイルの基質の顕微鏡像を示している。
【図３】図３は、ＭＲＳＡ阻害の定量的結果をグラフ形式で示している。
【図４Ａ】図４Ａ及び４Ｂは、細菌負荷の２４時間インキュベート時の定量的結果を示している。
【図４Ｂ】同上。
【図５Ａ】図５Ａ及び５Ｂは、細菌負荷の４時間インキュベート時の定量的結果を示している。
【図５Ｂ】同上。
【図６Ａ】図６Ａ及び６Ｂは、細菌負荷変化の定量的結果の概要を示している。
【図６Ｂ】同上。
【図７】図７は、実験アプローチを示している。
【図８】図８は、さらなる実験アプローチを示している。
【図９】図９は、４時間インキュベートの実験ライムラインを示している。
【図１０】図１０は、繊維を押出成形するためのプロセスのフローチャートを示している。
【００５２】
【発明を実施するための形態】
【００５３】
木材パルプの代用としてのヘンプ植物は、より成長が速く、樹木に適さない地域でも成長する。実際に、ヘンプ植物の主な利点は、多種多様な土壌及び温度で迅速に成長する能力にある。例えば、ヘンプは、不適な地域でも成長し、雑草の内部生長に対する回復力に富み、殺虫剤や除草剤を使用する必要がなく、繁茂に要する肥料や水は少量で済む。また、ヘンプは、ダイズやトウモロコシなどの高エネルギー／高栄養摂取作物の間での農地の開墾や休耕の支援に利用することもできる。究極的には、ヘンプはカーボンネガティブ植物として機能し、そのことが、ヘンプの使用を極めて魅力あるものにしている。当然ながら、ヘンプ植物の主な価値は、種子や、オイルを含む環境に優しい材料を生産すること、ならびにヘンプオイル向けに種子を処理できること、そしてＣＢＤに富むオイル向けに花、葉柄、葉、及び茎を含めた環境に優しい材料を抽出できることにある。「ヘンプオイル」という用語は、カンナビス属植物から産生されたオイルのいずれか１つを意味し、これには種子から圧搾したオイル、他の植物材料から圧搾したオイル、または種子もしくは植物材料から抽出したオイルが含まれる。
【００５４】
種子からのオイルの処理は、オリーブまたは（特に）グレープシードからのオイルの処理と同様であり、当業者に知られている。また、オイルは、植物の地上部分、例えば、葉、花、種皮から圧搾してオイルにすることもできる。「ＣＢＤオイル」の生産は、カンナビス属植物の地上部分（花、外皮、及び葉を含む）からカンナビジオール「ＣＢＤ」を抽出することによって行われ、抽出におけるこのようなプロセスはヘンプに固有のものではない。処理したヘンプシードオイルまたは抽出したＣＢＤオイルのいずれかにさらなるテルペン及びその他の構成成分を添加してもよく、このような成分としては、例えば、Ｂ−ミルセン、Ｂ−カリオフィレン、リナロール、ａ−ピネン、シトラール、ｄ−リモネン、及びユーカリプトールが挙げられる。
【００５５】
芳香特性やその他の居住、商業、及び工業目的で広く利用されているオイルが多数知られている。その他のオイルとしては、オールスパイス、アンゼリカ、アニス、バジル、ベイリーフ、ベンゾイン、ベルガモット、カバノキ、ビターアーモンド、ブラックペッパー、ボルド、ブッコノキ、カユプテ、ショウブ、カモミール、カンフル、キャラウェイ、カルダモン、ニンジン種子、カッシア、イヌハッカ、シダーウッド、キク、シナモン、シトロネラ、クラリセージ、クローブ、ココナッツ、コリアンダー、クミン、イトスギ、ダバナ、ディル、エレミ、ユーカリ、フェンネル、フランキンセンス、ガルバヌム、ゼラニウム、ショウガ、グレープフルーツ、ムギワラギク、ヘンプ、ヒソップ、ジャスミン、ジュニパー、ラバンジン、ラベンダー、レモン、レモングラス、ライム、マンダリン、マヌカ、マージョラム、ＭＣＴ（中鎖トリグリセリド）オイル、メリッサ、ヨモギ、モウズイカ、マスタード、ミルラ、フトモモ、ネロリ、ニアウリ、ナツメグ、ツノマタゴケ、オレンジ、オレガノ、ヤシ、パルマローザ、パセリ、パチョリ、ペニーロイヤル、ペパーミント、プチグレン、ピメント、マツ、ラベンサラ、バラ、ローズマリー、ローズウッド、ヘンルーダ、セージ、ビャクダン、スペアミント、カンショウ、センジュギク、タンジェリン、ヨモギギク、タラゴン、ティーツリー、ツジャ、タイム、チュベローズ、バニラ、ベチベル、ウィンターグリーン、ニガヨモギ、ノコギリソウ、及びイランが挙げられる。
【００５６】
出願者は、材料の有効性（具体的には、繊維またはフィルムに付与される有効性、次いでその繊維またはフィルムを含む織物材料としての有効性）を判定するため、これらのオイルのいくつかを様々な濃度で、かつ異なるキャリアを用いて試験した。オイルを組み合わせて繊維にすることが可能かを判定し、繊維及びフィルムの形成に適したオイルの濃度及びオイルからの特性を繊維に付与するのに必要な濃度を決定するため、例えば、ペパーミントオイル、ユーカリオイル、ティーツリーオイル、ラベンダー及びキクなどの芳香性植物からのオイル、ならびにヘンプオイルを、このような異なる条件下で試験した。
【００５７】
選択したオイルの主要な特徴
ヘンプオイルは、カンナビス属植物に由来するオイルを含む広義の用語である。ＣＢＤオイルとは、カンナビス属植物からの抽出オイルを意味し、オイルの体積当たり少なくとも５％のカンナビジオール（ＣＢＤ）を含む。ただし、好ましいＣＢＤオイルは５％超、好ましくは１０％超、１５％超、または２０％のＣＢＤを含む。ＣＢＤは、ヘンプ植物からの環境に優しい材料から抽出され、植物のＣＢＤ含量を増加させるために様々な系統が利用されている。このオイルは、ヘンプ植物の種子から得られるヘンプシードオイルとは異なる。低温圧搾したヘンプシードオイルは、ヘンプの栄養豊富な内容物を保持しているため、しばしば「最高にバランスが取れた天然オイル」と呼ばれる。未精製の低温圧搾ヘンプシードオイルは、最小限の熱で処理される。このことは、オイルが漂白も脱臭もされていないことを意味する。本明細書の実施形態ではＣＢＤオイルを利用することが好ましいが、ある特定の実施形態ではヘンプシードオイルを含めてもよい。
【００５８】
ＣＢＤオイルは、フルスペクトラムオイルであり、ヘンプからＣＢＤが抽出されたときに、抽出物が元のヘンプ植物に見いだされるものと同じカンナビノイド及び化合物を含むことを意味する。単離または合成カンナビノイドとは異なり、ＣＢＤオイルは、多くのカンナビノイドに加えて多くの必須のビタミン及びミネラル、脂肪酸、タンパク質、クロロフィル、繊維、フラボノイド、ならびにテルペンを含む。ＣＢＤオイルは、典型的には、抽出物にキャリアオイル（典型的にはヘンプシードオイル、ＭＣＴオイル、または別のキャリア）を加えたものであり、ＣＢＤ含量はｍｇ／ｍｌまたはパーセンテージとして説明される。したがって、１０ｍｌボトル中の５％のＣＢＤは１ｍｌ当たり５０ｍｇ、または１０ｍｌボトル中合計５００ｍｇとなる。この１ｍｌ当たりの計算は、ＣＢＤがパーセンテージとして表現される場合は常に使用される。また、ＣＢＤオイルはしばしば様々なテルペンも含み、これらのテルペンがオイルに独特の風味、香りを与え、またオイルにある特定の特性も付与する。これらのカンナビノイドは、いわゆるアントラージュ効果において、テルペンなどのさらなる化合物と共に作用する。アントラージュ効果は、活性成分の吸収を高める。カンナビノイドは化学的に極性の化合物であるため、吸収が困難な場合がある。その他の天然成分が、カンナビノイドの吸収性及び生存能力を高める一助となり得る。ある特定のヘンプオイルは、フルスペクトラムオイルに近づけることを可能にするさらなるカンナビノイドまたはテルペンまたはブラボノイドを組み込む場合がある。
【００５９】
共に作用するカンナビノイド及び天然成分は、細菌の防御機構をより良好に克服することもできる。カンナビノイドは、細菌感染症の治療に有効である可能性が示されているが、細菌は経時的に防御機構を発達させる。カンナビス属に見いだされる他の非カンナビノイド成分も抗細菌特性を有し、他の経路を利用して細菌と戦う。
【００６０】
ペパーミントオイルは、鎮痛剤、麻酔剤、消毒剤、乳汁分泌抑制剤、消炎剤、鎮痙剤、収斂剤、駆風剤、頭痛薬、利胆剤、強心剤、うっ血除去剤、通経剤、去痰剤、解熱剤、肝臓薬、神経鎮静剤、興奮剤、健胃剤、発汗剤、血管収縮剤、及び駆虫剤として使用される。
【００６１】
健康上の利点：一般的には、鎮痛緩和の治療で使用され、無感覚の誘導、敗血症からの保護、乳汁の流れ及び分泌の低減、痙攣の弛緩、歯肉の強化、脱毛の抑制、ならびに皮膚のリフトアップの手段として使用される。また、筋肉を堅固にし、出血を止め、ガスを除去し、脳及び記憶力の健康によく、胆汁分泌を促進し、うっ血を除去し、呼吸を楽にする。さらに、ペパーミントエッセンシャルオイルは、発汗や少々の血管収縮を促しながら、月経障害を軽減し、痰及びカタルを排出し、熱を下げ、肝臓及び胃によい。
【００６２】
ラベンダーエッセンシャルオイルは、鎮静、睡眠誘導、鎮痛、殺菌、抗炎症、消毒、及び抗真菌の性質を有しうる。
【００６３】
健康上の利点：このオイルは、神経系の問題、不眠、疼痛緩和、尿流量、呼吸障害、スキンケア、毛髪ケア、血液循環、消化不良、及び免疫系の健康の治療に有益である。
【００６４】
ユーカリオイルは、抗炎症、鎮痙、うっ血除去、消臭、消毒、抗細菌、及び刺激を含めた複数の重要な性質を有する。
【００６５】
健康上の利点：呼吸の問題、創傷、筋肉痛、精神疲労、デンタルケア、スキンケア、糖尿病、発熱、及び腸内細菌の治療で特に有用である。
【００６６】
ティーツリーエッセンシャルオイルは、本質的には抗細菌剤、抗微生物剤、抗ウイルス剤、殺真菌剤、殺虫剤、消毒剤、鎮痛剤、瘢痕形成剤、去痰剤、興奮剤、及び発汗剤である。
【００６７】
健康上の利点：このオイルは、細菌、微生物、及びウイルスの感染を阻害するのにしばしば使用され、加えて、昆虫を駆除し、創傷を腐敗から保護し、栄養吸収を促進し、瘢痕及び跡（ａｆｔｅｒ  ｍａｒｋ）が治癒する速度を速める。最後に、咳及び風邪を治癒し、全身機能及び適切な分泌を刺激することができる。
【００６８】
シトラスオイル（レモン）。レモンエッセンシャルオイルは、消毒剤、収斂剤、アペリティフ、殺細菌剤、殺菌剤、解熱剤、止血剤、健康増進剤、及び強壮剤である。その他のシトラスファミリーオイルは、当業者に知られているように利用することができ、このようなオイルには、限定されるものではないが、特にベルガモット、グレープフルーツ、レモン、ライム、マンダリン、スイートオレンジ、ビターオレンジ、キンカンが含まれる。
【００６９】
健康上の利点：このオイルは創傷を腐敗から保護し、またウイルス及び細菌の成長を阻害し、歯肉を強化し、脱毛を抑制する。さらに、皮膚をリフトアップし、筋肉を堅固にし、出血を止め、感染と戦い、発熱を治癒する。
【００７０】
キク植物から抽出するキクエッセンシャルオイルは、完全に天然のオーガニック殺虫剤及び昆虫忌避剤として長年使用されており、化学物質パイレスラムを含む。キクオイル及び抽出物も、その抗細菌及び抗生特性によりハーブ薬で長年使用されている。キクの花のオイルは心地良い香りも有する。
【００７１】
ある特定のオイルの抗細菌特性について考慮するとき、それは単に抗細菌技術が細菌の成長に抵抗することを意味する。したがって、抗細菌性の繊維とは、細菌の成長に抵抗するために抗細菌剤が添加された繊維または織物であると考えられる。抗微生物剤とは、微生物を殺滅するか、またはその成長を阻害する薬剤である。そして抗微生物性繊維とは、抗微生物剤が繊維の表面または繊維内に適用された織物である。
【００７２】
織物または繊維のいずれにおいても、ある特定の構成成分を加えて繊維にさらなる構造もしくは特性を付与したり、またはオイルもしくはポリマーを安定化させたりすることは有利であり得る。さらに、スピニングまたは押出成形中に繊維にさらなる添加物を導入したり、またはさらなる添加物を色素もしくは顔料と組み合わせたりしてもよく、あるいはこのような添加物を仕上げのプロセスとして適用してもよい。
【００７３】
本明細書の実施形態は、１つ以上のオイルをポリマーと共に含む材料を形成して繊維をスピニングするためのプロセスを説明している。繊維は、オイル及び繊維の特性を有利に付与し、これにより、繊維の特徴が付与された１つ以上の多様な材料に加えることが可能な新たな材料がもたらされる。
【００７４】
そのため、出願者は、オイルをポリマーと共に利用して繊維をスピニングしている。エレクトロスピニングまたはナノスピニングはポリマー溶液によって機能する。ポリマー及びオイルを含む成分部を含む溶液を生成する。次に、ポリマー溶液をピペットまたはシリンジに入れ、溶液をピペットの先端まで、または外部ポンプによって金属ニードル（紡糸口金）まで押し出す。ポンプは、通常は機械的ピストンによって適用され、シリンジ内の溶液の流れを生成する。シリンジは、重力に対し垂直に向けることも水平に向けることもできる。スピニング溶液は良好な粘弾性特性を示す必要があり、これは溶液中の巨大分子間で形成しなければならない十分な量の絡み合いによってもたらされる。この局面は、エレクトロスピニングの最大の魅力の１つである。というのも、予期しない物理的特性は、絡み合った溶液の帯電ジェットに起因し得るからである。紡糸口金にペンダント液滴を形成する際、先端と、先端の前の数ｃｍ〜数十ｃｍの距離に位置するコレクターとの間に電圧バイアス（最大１００ｋＶ、多くの場合１０〜３０ｋＶ）が印加される。バイアスは高電圧発生器によって印加される。印加電圧は徐々に増加し、液滴は伸長し、それに従い頂点（Ｔａｙｌｏｒコーン）を形成し、最終的に電気的力が表面張力を克服し、ジェットが産生される。ジェットの速度は数ｍ／ｓの値に達することがあり、歪み速度は最大１０７ｓ−１となる。溶媒はジェットから急速に蒸発し、最終的に固体ナノ繊維がコレクター上に堆積する。
【００７５】
ナノスピニング／エレクトロスピニングの主要な特徴
高い表面積：体積比
ナノ繊維のナノ寸法は、当然ながら高い表面積：体積比をもたらす。この特徴により、大きな表面積が望ましいセンサーや親和性膜などの用途では、ナノ繊維の魅力が途方もなく高いものとなる。
【００７６】
ナノファイバーの形成に使用されている多種多様なポリマー及び材料
エレクトロスピニングは、全ての主要な材料クラスからのナノ繊維を作製するのに直接的または間接的に使用されている。このプロセスは、圧倒的にポリマーナノ繊維の作製に使用されているものの、セラミック及び金属のナノ繊維も、その前駆材料のエレクトロスピニングを介し間接的に構築されている。
【００７７】
繊維機能付与の容易性
ナノ繊維のエレクトロスピニングに使用できるポリマーは多数存在する。エレクトロスピニングナノ繊維の機能付与は、スピニングの前に単にポリマー溶液をブレンドするか、スピニング後に表面機能付与を行うか、またはコアシェルエレクトロスピニングセットアップを使用することにより達成することができる。ポリマーには、生分解性ポリマーも非生分解性ポリマーも含まれ得る。
【００７８】
生分解性ポリマーには、特定の用途において耐久性が十分であり、廃棄時には大気条件下で分解するポリマーが含まれる。生分解性ポリマーの非網羅的リストには、ポリ乳酸、ポリグリコシド、ポリグリコール酸、ポリラクチド、ポリヒドロキシ酪酸（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｏｂｕｔｙｒａｔｅ）、キトサン、ヒアルロン酸、及びヒドロゲルが含まれる。特に、ポリ（２−ヒドロキシエチル−メタクリレート）、ポリ（エチレングリコール）、キトサン、及びヒアルロン酸は、軟骨、靱帯、及び腱の修復に広く使用されている。
【００７９】
非生分解性ポリマーの非網羅的リストには、アセテート、ゴム、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリプロピレン、及びポリメチルメタクリレート、熱可塑性ポリウレタン、ならびにフルオロカーボン及びある特定の炭化水素ポリマーに基づくものが含まれ、これらは典型的に非生分解性である。アセテート及び熱可塑性ポリウレタンは、本明細書の実施形態で試験した主要な材料である。当業者は、その他の好適な非生分解性ポリマーも本明細書の実施形態に含まれることを認識するであろう。
【００８０】
ポリマーの組合せ：ある特定の場合において、ポリマーを組み合わせて各ポリマーの特性を材料に付与するのが好適な場合がある。これには、生分解性ポリマーと非生分解性ポリマーとの組合せが含まれ得る。
【００８１】
他の基質への繊維堆積の容易性
エレクトロスピニング繊維を堆積させるには、収集表面の静電荷を小さくする必要がある。エレクトロスピニング繊維は、通例的に金属、ガラス、マイクロ繊維マット、及び水などの表面に堆積させている。したがって、多くの材料が、材料の容易な堆積を可能にする収集表面として使用され得る。
【００８２】
抗微生物及び抗細菌性ファブリックの主要な特徴
抗細菌性ファブリックは、微生物（細菌及び真菌のようなものを含む）の成長を阻害または破壊するように設計及び開発される。微生物は、ファブリック内に生息し制御されない速度で成長し得るため、抗細菌性ファブリックは、疾患の拡散を低減する一助となる。抗微生物剤が非常に有効なのはこのためであり、すなわち、ファブリック内の微生物の成長及び拡散を防止または低減するためである。これは、細菌及びその他の病原体への曝露が毎日、毎時間あり得るヘルスケア産業では、特に有用である。また、これは、アウトドアファブリックや機能的アスレチック衣料のようにカビ及び真菌が容易に成長し得る場合においても有用である。細菌及び真菌の成長に抵抗可能な材料については、ほぼ無限のセットの使用法を想像することができる。
【００８３】
１つ以上のオイルのパーセンテージを有する繊維の生産プロセス
材料内において１〜５０％の重量パーセントのオイルを、１つ以上のポリマーを伴った様々な試験で利用した。オイルは、最も好ましくは１〜３０％の濃度、さらにより好ましくは５〜３０％の濃度で使用される。これらの範囲において、出願者の試験からは、材料が驚くほど有効性を維持するだけではなく、生成された繊維が織物の使用に好適な特徴を保持し、さらにある特定の予期しない特性も備えることが示された。
【００８４】
繊維及びフィルムをスピニングするためのオイル及び材料の調製
材料は、単一フィラメントの場合も、複数のフィラメントの場合も、いくつかのフィラメントを組み合わせて繊維を作成する場合も、フィルムとして形成される場合も、ナノスピニングによって生成される。各場合において、ポリマー（またはポリマーの混合物）の質量を測定し容器に加え、少なくとも１つのオイルの対応する部分を測定し容器に加えて、総質量のパーセントとして好適なオイルのパーセンテージを創出する。したがって、同じ量のポリマーにおいて、１０％であれば、１５％の場合よりは少ないオイルを含み、１５％であれば、２０％の場合よりは少ないオイルを含む。オイルをポリマーと共に混合し、次にこの組み合わせを好ましくは溶媒キャリアに溶解する。次に、この液体形成物は圧力下でまたは重力によりニードル（紡糸口金）まで押し出され、紡糸口金でペンダント液滴が形成される。電圧（典型的には１〜１００ｋＶ）をニードルに印加し、ニードルの前にコレクターを配置する。電圧は徐々に増加し、液滴は伸長して頂点を形成し、最終的に電気的力が表面張力を克服し、ジェットが産生される。溶媒及び材料がコレクターに堆積し、溶媒は急速にジェットから蒸発し、コレクター上に固体の繊維が残る。繊維は、そのままのパーセンテージのオイル及びポリマーを含む。
【００８５】
ナノスピニングＣＢＤオイル：
材料の総重量の１〜５０％のナノスピニングＣＢＤオイルを試験した。具体的な試験は、１、５、１０、１５、２０、３０、及び５０％のオイル濃度で、アセテート、ポリエステルベースＴＰＵ、及びポリエーテルベースＴＰＵと共に行った。その他のＴＰＵはポリカプロラクトン材料を含んでもよく、芳香族及び脂肪族ＴＰＵで供される。芳香族ＴＰＵは、典型的には、柔軟性、強度、及び靭性を要する場合に使用され、一方脂肪族ＴＰＵは、軽量かつ安定しており、光学的透明度をもたらすことができる。ＴＰＵとは熱可塑性ポリウレタンを意味し、ポリエステルベース及びポリエーテルベースの２つの主なクラスがあり、各クラス内で様々な分子量が存在する。ＴＰＵは、典型的には、ジイソシアネートと１つ以上のジオールとの間で重付加反応が生じたときに作成される。このポリマーは、加熱すると柔らかくかつ加工可能で、その上冷却すると硬くなり、構造的完全性を失うことなく何度も再加工及び再利用することができる。多くの様々な種類のＴＰＵが、本明細書で説明されている様々な材料における多数のベンダーから容易に入手可能である。
【００８６】
出願者は特に、いくつかの異なるＴＰＵ材料を試験した。各材料は、その固有の構造から予想されるように異なる物理的特性を有するが、本明細書の試験に関しては、抗細菌特性に関しては、または試験したさらなる特性に関しては、いずれも同様に機能した。ＴＰＵは、しばしばＳｈｏｒｅ  Ａ硬度及び密度によって測定される。出願者は、７０Ａ〜１００ＡのＳｈｏｒｅ  Ａ硬度と、約１．１９ｇ／ｃｍ３〜１．２２ｇ／ｃｍ３の密度とを有するＴＰＵを使用した。したがって、最初の試験は、いくつかの異なるＴＰＵ及びアセテートを用いて完了し、残りの試験は、９５ＡのＳｈｏｒｅ  Ａ及び１．２１ｇ／ｃｍ３の密度を有するＴＰＵを用いて実施した。
【００８７】
最初の試験では、１０％のフルスペクトラムＣＢＤオイル（２０／ｍｌのＣＢＤ）を９０％のアセテートに添加し、アセトンの５０％〜９９％溶液に溶解した。図１０はこのプロセスを詳述しており、ポリマー（１１）（アセテート）をオイル（１２）に添加し、これらを一緒にアセトンの溶媒（１４）に添加している。材料をニードルを通じて押し出し（１５）、電圧を印加（１６）することによって材料のジェットが創出され、これをコレクター（１７）上で収集し、次いでスピニングして適切な材料（１８）にすることができる。ある特定の実施形態において、材料にさらなる特徴を付与するために、さらなる添加物（１３）をオイル及び溶媒の混合物に添加してもよい。この同様の一般的プロセスによって異なる組合せのオイル及びポリマーを用いたさらなる材料を作成し、下記の試験を行った。
【００８８】
ナノスピニングヘンプの試験
抗微生物試験を使用して、材料がグラム陽性またはグラム陰性細菌の培養物に反応するかを試験した。エレクトロスピナーで異なる比のアセテート：ＣＢＤオイルを生成した。以下の比が含まれる：１００：０（対照）、９５：５、９０：１０、８５：１５（アセテート：ＣＢＤオイル）。さらなる研究では、より高いオイルの比及び組合せを、細菌の殺滅または細菌成長の防止の能力に関するさらなる詳細と共に使用した。抗細菌試験からは、材料がグラム陽性細胞（例えば、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ細菌）を殺滅することが示された。
【００８９】
そのため、好ましい方法は、ＣＢＤオイルをアセテートと組み合わせることと、ヘンプシードオイル及びアセテートをアセトン溶液に溶解することと、得られたアセトン溶液を押出成形してナノスピニング繊維またはフィルムを形成することとを含む。押出成形した繊維内またはフィルム内におけるオイルのパーセンテージは、アセトン溶液内に含まれたオイルの量に依存する。
【００９０】
好ましい実施形態において、ヘンプオイルはアセテートと組み合わされて、１０％以上のＣＢＤオイルと、組成物の少なくとも７０％を構成するアセテートとを有する混合物を生成し、各パーセンテージは、全組成における重量パーセントである。必要に応じて、さらなる賦形剤及び増量剤を加えても、またはスピニング材料の残りの部分を形成するさらなるアセテートを加えてもよい。好ましくは、ＣＢＤオイル及びアセテートは、アセトンなどの非水性溶媒に溶解する。特定のかつストリンジェントな条件で主なアセテート材料を溶解できるその他の好適な溶媒（水性または非水性）を利用してもよい。
【００９１】
さらなる好ましい実施形態において、ＣＢＤオイルは、０．１％〜５０％、好ましくは５〜２５％の範囲、より好ましくは５〜２０％でアセテートに添加する。
【００９２】
グラム陰性細菌に対し有効なさらなる抗細菌性構成成分を、０．１〜５０％のパーセンテージでさらに添加してもよい。
【００９３】
上記のプロセスにより、１０％のＣＢＤオイル（２０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤ）製品が生成された。出願者は、さらに、０％のＣＢＤ、１％のＣＢＤ、５％のＣＢＤ、１５％のＣＢＤ、２５％のＣＢＤ、及び５０％のＣＢＤ（各々が２０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤを有する）を含む材料を製造した。０％のＣＢＤは、繊維を比較するための対照として機能し、２５％及び５０％のＣＢＤは、製造目的に適した繊維をもたらすオイルパーセンテージの外側限界のテストケースとして機能した。５０％で繊維を作製することは可能であるものの、材料に所望される特性は低い濃度のオイルで見いだされ、５０％のオイル濃度における繊維は、繊維の性能の外側限界とされた。
【００９４】
最初の試験は、少なくとも５％、１０％、１５％、及び２０％のパーセンテージのＣＢＤオイルが最も有利であり、１％のヘンプは、繊維に形成したところ抗微生物特性はわずかであり、名目上は対照よりも良好であるにとどまった。さらに、５０％のＣＢＤオイルは秀逸な抗微生物特性を有していたが、アセテート繊維の一部の物理的特徴及び安定性を失っていた。したがって、５、１０、１５、及び２０％の範囲のＣＢＤオイルが、繊維性能と、得られた繊維の抗微生物特性との両方において性能が優れていると思われた。
【００９５】
したがって、好ましい実施形態において、本明細書で説明されている優れた抗微生物特性を有する繊維を作製するには、５〜２５％のＣＢＤオイル、及び間の全ての組合せ、より好ましくは１０〜２０％のＣＢＤオイルを使用するのが有利であると考えられる。
【００９６】
フルスペクトラムＣＢＤ（ヘンプ）オイルのＭＳＳＡ及びＭＲＳＡ試験
パート１。
Ａｎａｎｄａ  Ｆｕｌｌ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ６００  ＣＢＤオイル（２０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤ）の重量パーセンテージを変化させて織物を作成した。試料には、０ｗｔ％、５ｗｔ％、１０ｗｔ％、２０ｗｔ％、及び３０ｗｔ％のオイル濃度が含まれた。ほとんどの試料は単層の試料であった。これは、エレクトロスピニング１ランから産生されたことを意味する。「２層」と記載される試料は、エレクトロスピニング２ラン後に産生された試料を表す。
【００９７】
使用した細菌は、メチシリン感受性Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ（ＭＳＳＡ）及びメチシリン耐性Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ（ＭＲＳＡ）であり、以下の方法によって準備した。滅菌技法を用いて、トリプシンダイズ寒天（ＴＳＡ）プレート上で成長させたＭＳＳＡまたはＭＲＳＡいずれかの細菌の単一コロニーを、穴付きスリップキャップ蓋を有する１３×１００ｍｍホウケイ酸ガラス試験管中の３ｍＬのトリプシンダイズブロス（ＴＳＢ）に加えた。培養物を振とう（１７５ｒｐｍ）しながら３７℃で１８〜１９時間インキュベートし、６００ｎｍにおける最終Ｏ．Ｄ．を１．１〜１．３とした。１８時間培養物を、１３×１００ｍｍホウケイ酸ガラス管中の新鮮な３ｍＬのＴＳＢに入れて希釈し、６００ｎｍにおけるブランク補正Ｏ．Ｄ．を０．０４３〜０．０４５とした。この培養物を等体積のトリプシンダイズブロススラリー（ＴＳＢに３ｇ／Ｌの寒天を追加）と合わせ、ボルテックスによって十分に混合した。２００μｌのＴＳＢスラリー／細菌懸濁液を、各々２００μｌを含む小型ｅｐｉチューブにピペットで移し、−８０℃の冷凍庫で保存した。
【００９８】
（１）試料を調製するため、２．５ｃｍ直径のボトルキャップをファブリック（不織またはニット）のテンプレートとして使用し、メスでトレースして試験に適した試料を作成する。試料当たり２つの円形の切り抜きが必要である。１つの対照試料（０％のＣＢＤオイルを含む）は、各試験ごとに調製しなければならない。
【００９９】
（２）エレクトロスピニングファブリックを試験する場合は、アルミニウム箔に対しステップ（１）を繰り返す（各試料につきアルミニウム箔２片が必要）。
【０１００】
（３）ニット試料については、アルミニウム箔から３×３インチ四方を切り取る。各試料につき１片が必要である。
【０１０１】
（４）切り取ったら、試料及びアルミニウム箔を滅菌ペトリ皿に置く。蓋のないプレートを換気フードにＵＶ光下で３０分間置き、各々の切り抜いたファブリック及びアルミニウム箔の片面を光に曝露する。３０分後、オートクレーブ処理済み鉗子を用いて試料及び箔を裏返しにし、ＵＶ光で３０分間滅菌する。
【０１０２】
（５）試料を滅菌している間に、細菌希釈物用にｅｐｉチューブを調製する。初期負荷希釈物に使用する１０＾１のｅｐｉチューブ以外の各チューブに９００μＬの滅菌水をピペットで移し、１０＾１のチューブには４５０μＬをピペットで移す。下記に示すのは、実験１回当たりに必要なチューブである。全て２連で調製する。
ａ．初期負荷用に１０＾１、１０＾２、１０＾３、１０＾４、１０＾５
ｂ．対照試験片用に１０＾４、１０＾５、１０＾６
ｃ．各試料用に１０＾４、１０＾５
【０１０３】
（６）トリプシンダイズ寒天（ＴＳＡ）を２連で標識する。
ａ．初期負荷用に１０＾３、１０＾４、１０＾５
ｂ．対照試験片用に１０＾４、１０＾５、１０＾６
ｃ．各試料用に１０＾３、１０＾４、１０＾５
【０１０４】
（７）試料を完全に滅菌する（ＵＶ光で４５分）１５分前に、冷凍庫から凍結細菌スラリーを取り出し、氷上で解凍する（または新たに調製する）。
【０１０５】
（８）解凍したら、凍結スラリーを１２００ｒｐｍで１５〜２０秒ボルテックスする。５回繰り返す。
【０１０６】
（９）各試料の「サンドイッチ」の調製は以下のように行う。
ａ．エレクトロスピニングファブリックについては、各ファブリックの切り抜きを１片の箔の上に置く。１０μＬの細菌スラリーをピペットでファブリック片のうちの１つの表面に適用する。鉗子を用いて、細菌を含まないファブリック＋箔を他方のファブリック＋箔の対の上に移動させて、箔−ファブリック−細菌−ファブリック−箔の「サンドイッチ」を作成する。
ｂ．ニットファブリックについては、ファブリックの切り抜きを正方形型のアルミニウム箔の中央に置く。１５μＬのスラリーを小型ｅｐｉチューブ中の１３５μＬの滅菌水に添加する。５秒間ボルテックスし、３回繰り返す。ｅｐｉチューブからの１００μＬをピペットで取り出し、ファブリックの切り抜きに均等に分配する。他方の切り抜きを、バクテリアを含む切り抜きの上に置く。試料が箔の中央に重なった状態で、正方形の左右の１インチ領域を試料の上に折畳んで１×３インチの形状になるようにする。
【０１０７】
（１０）滅菌セルスプレッダーを用いて、箔＋ファブリック系を平坦化し、ペトリ皿に蓋をする。静置する。
【０１０８】
（１１）各試料及び対照にステップ９及び１０を繰り返す。完了したら、ペトリ皿を積み重ね、湿ったペーパータオルと共に１／２ガロンのビニール袋に入れる。袋を閉じ、試料を３７℃のインキュベーターの中に４時間置く。試料をインキュベーターに入れた時間を記録する。
【０１０９】
（１２）４５０μＬの滅菌水を含む１０＾１  ｅｐｉチューブに５０μＬのスラリーをピペットで移すことにより、細菌スラリーを希釈する。
【０１１０】
（１３）１２００ｒｐｍで３秒間ボルテックスし、３回繰り返す。１００μＬの希釈物をピペットで取り出し、９００μＬの滅菌水を含む次のｅｐｉチューブに入れる（１０＾２希釈物）。
【０１１１】
（１４）ステップ（１３）を繰り返し、１０＾２希釈物から液体を取り出し、その液体を１０＾３希釈チューブに添加する。
【０１１２】
（１５）ステップ（１３）を繰り返し、１０＾３溶液から液体を取り出し、その液体を１０＾４希釈チューブに添加する。
【０１１３】
（１６）ステップ（１３）を繰り返し、１０＾４希釈物から液体を取り出し、１０＾５希釈チューブに添加する。
【０１１４】
（１７）初期負荷希釈物を２連用意するために、ステップ（１２〜１６）を繰り返す。
【０１１５】
（１８）初期負荷を播種するため、希釈物から１００μＬの液体を取り出し、標識したトリプシンダイズ寒天プレートの上に置く。
【０１１６】
（１９）初期負荷プレートを３７℃のインキュベーターに入れ（寒天側を下にする）、時間を記録する。
【０１１７】
パート２。
（１）大型の滅菌チューブに１０ｍＬの滅菌水を満たす各試料につき１つを試験する。
【０１１８】
（２）ちょうど４時間後に試料をインキュベーターから取り出す。
【０１１９】
（３）箔−ファブリック−ファブリック−箔の試料を、１０ｍＬの水を含む滅菌チューブに入れる。
【０１２０】
（４）１２００ｒｐｍで１分間ボルテックスする。
【０１２１】
（５）全ての試料にステップ３及び４を繰り返す。
【０１２２】
（６）ボルテックス後に滅菌チューブから１００μＬの液体を取り出し（１０＾３希釈物）、９００μＬの滅菌水を含む小型ｅｐｉチューブに入れる（１０＾４希釈物）。
【０１２３】
（７）ステップ６を繰り返し、１０＾４希釈物から液体を取り出し、その液体を１０＾５希釈チューブに入れる。
【０１２４】
（８）各試料に必要とされる希釈物の数だけステップ６及び７を繰り返す（ヘンプ試料については１０＾３、１０＾４、１０＾５、添加なしのＴＰＵ対照については１０＾４、１０＾５、１０＾６）。各希釈を複製用に２回行う。
【０１２５】
（９）希釈物から１００μＬの液体を取り出し、標識したトリプシンダイズ寒天プレートの上に置く。
【０１２６】
（１０）あらゆる希釈物及び２連について繰り返す。
【０１２７】
（１１）プレートをインキュベーターに１９〜２１時間入れる。
【０１２８】
（１２）１９〜２１時間後、各プレートを画像化して細菌を計数する。
【０１２９】
【表２】
2021522421.tif 000004
【０１３０】
このデータをグラフで表現したものがさらに図１で示されている。
【０１３１】
ＭＲＳＡにおけるさらなる試験を実施した。表２は、上記の材料によるＭＲＳＡの阻害を示している。
【０１３２】
【表３】
2021522421.tif 000005
【０１３３】
このデータをグラフで表現したものがさらに図３で示されている。
【０１３４】
対照試料はデータに示されていないが、対照試料を目視検査したところ、細菌コロニーの劇的な負荷が明らかになった。しかし、図面の結果は、細菌コロニーの劇的な低減及び阻害を示すものである。
【０１３５】
第１の試験は、実際には１５％の濃度でＭＳＳＡに対し実施して、比較的高い濃度のオイルの場合において、材料がＭＳＳＡ成長を阻害できることが確認された。このことが確認されたら、より低い濃度を試験して、最適な結果を得るための適切なレベル及び濃度を調べた。細菌負荷は最適な条件下では急速に成長し、そのためわずかな差、すなわち９８％と９９％との間で阻害の差が出現しても、長期的には大きな成長となるため、ここでは、わずかな阻害の変化であっても大きな差を生み出す可能性がある。ＭＳＳＡについては、そのため、少なくとも１０％のオイルを有するものが最適であることが示され、すなわち、５％の単層や５％の２層は、１０％の単層や１５％の単層よりも成長の阻害が顕著に劣っていた。したがって、ＭＳＳＡを阻害するには、材料は少なくとも１０％のオイルで最適化される。
【０１３６】
ＭＲＳＡは異なる細菌であり、集団がひとたび埋め込まれると対処が最も困難である細菌の１つと呼ばれることが多い。成長を阻害する能力を試験するために、再び、高い濃度のＣＢＤ材料を最初に試験した。３０％のオイル材料を最初に試験し、顕著な阻害がもたらされたら、低い濃度のさらなる試験を行った。
【０１３７】
ここでもまた、少なくとも１０％の濃度が、５％のオイルのものと比較して相当程度の改善をもたらすことがデータから示されている。
【０１３８】
ただし、全ての試験において、５％のＣＢＤを有する材料であっても、対照と比較すると顕著に改善された結果を示している。
【０１３９】
実験データは、複数の異なる寒天プレートを利用した。概してこれらのプレートについての記載はないが、このような研究からデータを定量化している。データの一部に関しては、本発明の実施形態で説明されている材料は、上記で詳述したようなＭＳＳＡ及びＭＲＳＡの例を試験するために異なるオイルを用いて作成したものである。ただし、図２は、エレクトロスピニングし、これらの研究に従って試験した９０％のアセテート及び１０％のヘンプシードオイルを有する材料の５０００倍、１００００倍、及び１０００倍のＳＥＭ像を示している。
【０１４０】
上記の結果を確認するため、１０％のＣＢＤオイル及びアセテートの材料を用いてさらなる試験を実施した。図４Ａ及び４Ｂは、ＴＳＡ（トリプシンダイズ寒天）上のＳ．ａｕｒｅｕｓの成長からの結果を詳細に説明している。ここでは、１０μＬのＳ．ａｕｒｅｕｓを寒天プレートに適用した。各プレートを３７℃で２４時間インキュベートし、結果を画像化し、計算した。試料の視覚的同定により、箔、アセテート、及びヘンプオイルを有するプレートは２４時間のインキュベート期間後に細菌がほぼゼロであることが明らかになり、対照環境と比較して劇的な細菌負荷の低減が示されている。
【０１４１】
実際には、図４Ａ及び４Ｂは、この初期負荷からの細菌負荷の低減を示すデータを具体的に定量化しており、箔及びアセテートの試料は劇的な細菌成長を示し、アセテート＋ＣＢＤは、劇的な細菌負荷を示す対照と比較して、ほぼ完全な成長阻害を示している。
【０１４２】
この試験を４時間試験で繰り返して結果を確認した。再び、１０μＬのＳ．ａｕｒｅｕｓをＴＳＡ寒天プレート上で３７℃で、ただし４時間だけインキュベートした。
【０１４３】
図５Ａ及び５Ｂは、３７℃での４時間インキュベートにおけるＳ．Ａｕｒｅｕｓの１０μＬ適用に関する試験を定量化しており、初期負荷と比較して劇的な細菌負荷の低減を示している。一方、１０％のＣＢＤ及びアセテートの材料に対し、残りの対照環境は相当程度の細菌成長を示している。
【０１４４】
図６Ａ及び６Ｂはこれらの結果を要約したものであり、図４Ａ〜５Ｂからの試験の初期負荷に対する細菌負荷の対数変化を示している。２４時間インキュベートでは、ＣＢＤオイル試料は−７．１ｌｏｇの細菌負荷低減を示しており、４時間インキュベート試料は−１．８ｌｏｇの低減を示している。箔試料及びアセテート試料はいずれも、４時間及び２４時間試料の細菌負荷を増加させている。次に、図６Ｂは、箔のみに対する対数変化を比較しており、ヘンプオイル試料では細菌負荷の劇的な変化が観察される。したがって、データは、対照試料と比較したときにヘンプオイルの適用に基づいて顕著な差が見いだされることを裏付けるものである。
【０１４５】
図７は、材料を試験するために細菌培養物を生成する場合における箔試料で試験する上記の手順を詳細に説明している。
【０１４６】
図８は、ある特定の試料を希釈して、試験用に異なる濃度の細菌負荷を生成する場合における、より詳細なアプローチを詳細に説明している。
【０１４７】
図９は、図４Ａ〜６Ｂにおける実験タイムライン及び試験試料の処理についての簡潔な概要を示している。
【０１４８】
他のポリマーに対しても、そしてさらなるオイルを用いてもプロセスが換算可能であることを裏付けるため、１０％のＣＢＤ及びアセテートの材料に加えて、いくつかのさらなるオイル及びポリマーを試験した。これらの試験は、様々な濃度にわたって実施し、そして抗細菌活性について試験し、場合によっては生成した材料における、様々な昆虫及びクモ形動物を含めた節足動物を忌避する能力も試験した。これらの節足動物は、忌避剤材料が所望される不快節足動物の代表的実例とみなされるものである。
【０１４９】
以下の材料を上記に示したように作成し、アセテートまたはＴＰＵをオイルのパーセンテージと共に準備し、次にエレクトロスピニングして繊維にし、次に繊維を試験用の材料に生成した。
【０１５０】
５％のペパーミントオイル、９５％のアセテートまたは９５％のＴＰＵ
【０１５１】
５％のユーカリオイル及び９５％のアセテートまたは９５％のＴＰＵ
【０１５２】
５％のラベンダーオイル及び９５％のアセテートまたは９５％のＴＰＵ
【０１５３】
５％のティーツリーオイル及び９５％のアセテートまたは９５％のＴＰＵ
【０１５４】
５％のキクオイル及び９５％のアセテートまたは９５％のＴＰＵ
【０１５５】
３０％のペパーミントオイル及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１５６】
３０％のユーカリオイル及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１５７】
３０％のラベンダーオイル及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１５８】
３０％のティーツリーオイル及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１５９】
３０％のキクオイル及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１６０】
１０％のペパーミントオイル、２０％のＣＢＤオイル、及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１６１】
１０％のユーカリオイル、２０％のＣＢＤオイル、及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１６２】
１０％のラベンダーオイル、２０％のＣＢＤオイル、及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１６３】
１０％のティーツリーオイル、２０％のＣＢＤオイル、及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１６４】
１０％のキクオイル、２０％のＣＢＤオイル、及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１６５】
２０％のペパーミントオイル、１０％のＣＢＤオイル、及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１６６】
２０％のユーカリオイル、１０％のＣＢＤオイル、及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１６７】
２０％のラベンダーオイル、１０％のＣＢＤオイル、及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１６８】
２０％のティーツリーオイル、１０％のＣＢＤオイル、及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１６９】
２０％のキクオイル、１０％のＣＢＤオイル、及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１７０】
１０％のラベンダーオイル、１０％のティーツリーオイル、１０％のＣＢＤオイル、及び７０％のアセテートまたは７０％のＴＰＵ
【０１７１】
これらの組合せの各々においてＭＳＳＡを阻害する能力を試験し、結果は下記の表３に示されているが、各々がさらなる利点を有しており、これらは驚くべきことに繊維形成プロセスを通じて維持されていた。
【０１７２】
【表４】
2021522421.tif 000006
【０１７３】
表３に示されているような試験の結果は、オイルの組合せを含めたことによるＭＳＳＡ殺滅の劇的な改善を示している。例えば、ほぼ一つ一つのオイルにおいて、少なくとも１０％のＣＢＤオイルを少なくとも１０％のエッセンシャルオイルと混合した組合せは、最大１００％の殺滅パーセンテージをもたらし、数回の試験にわたり繰り返しても同様であった。したがって、好ましい実施形態において、少なくとも１０％の各オイルを含む材料は、ＭＳＳＡの殺滅に極めて有効であった。ティーツリーは、３０％のティーツリーオイル単独でも劇的な効果を示したが、他のオイルは、ＣＢＤなしでエッセンシャルオイルを使用した場合には同じ有効性を示さなかった。したがって、細菌に対する殺滅率を増加させるにはオイルを組み合わせることが有利である。
【０１７４】
さらなるオイル特性
例えば、（上記で明らかになっているように）キクオイル試料について、昆虫を忌避する能力を試験した。開口部を含む２４インチ×２４インチのチャンバーを作成する。この開口部は、２本のアーム（付属物）を受け入れ、チャンバー内に昆虫を保持するためのものである。メスのネッタイシマカ（ｎ＝５０）をチャンバーに加える。そして、一方のアームは対照として使用し、他のオイルを含まないアセテートバッキング材を有する綿の材料で覆い、第２のアームは、キクオイルアセテート材料またはキク及びＣＢＤアセテート材料を有するアセテートバッキング材を有する綿材料を含む。各アームへの合計着地回数及び着地時間を５分間にわたって計算する。対照において、１００回の着地及び１７分の合計滞在時間（カが布の上にとどまった時間）が明らかになる。３０％のキクオイルにおいて、２５回の着地及び１分未満の総滞在時間が明らかになる。したがって、埋め込まれた材料に対する着地の低減と、滞在時間の劇的な低減とが共に認められた。このことは、キクオイルアセテート材料に対する強力な嫌悪を示すものである。
【０１７５】
この研究について、キク及びＣＢＤオイル（１０％及び２０％のＣＢＤ）を共に含む上記の組合せ材料を用いて再び試験した。結果は維持され、１０％のＣＢＤ及び２０％のＣＢＤはそれぞれ２０回未満の合計着地回数及び１分未満の滞在時間を伴い、したがって、キクのみを含む材料に対する改善が示された。
【０１７６】
この試験を、ｄｅｒｍａｃｅｎｔｏｒ  ｖａｒｉａｂｉｌｉｓ（アメリカイヌカクマダニ）を用いて繰り返し、付属物は容器の底部に接触させた。再び、総昆虫集団はＮ＝５０とし、合計接触回数及び滞在時間を計算する。ここでは、対照において、５７回の接触回数及び１５分の合計滞在時間が明らかになり、３０％のキクオイルにおいて、合計１０回の接触及び１分未満の合計滞在時間が明らかになる。ここでは、イヌカクマダニは、オイル材料を忌避し、キクオイル材料から積極的に離れているように思われた。実際に、視覚的には、ダニはオイル材料を避け、接触した場合は速やかに離れていた。一方、このようなことは対照には発生しなかった。
【０１７７】
再び、組合せオイルを用いて試験を実施し、１０％及び２０％のＣＢＤとキクとの組合せで同様の結果が維持され、接触は１０回未満で滞在時間は１分未満であった。
【０１７８】
最後に、アリの忌避剤としてラベンダーオイル、ＣＢＤ、及びティーツリーオイルを含めた下記に示すような５つの異なる材料を用いたさらなる昆虫忌避剤試験を作成した。１４インチ×１１インチ、深さ３．５インチの寸法の小さなプラスチック容器。内壁はオリーブオイルでコーティングし、アリが容器の側面をよじ登るのを防止するために拭いて滑らかにした。２インチ四方の寸法のファブリック２片を容器に加える。一方は対照織物であり、他方は昆虫忌避剤織物である。
【０１７９】
試験を３０分間実行し、各織物との合計接触回数を計数する。一連の３つの異なるファブリックを試験し、各ファブリックに対しチャンバー内のアリ３０匹を用いる。
【０１８０】
【表５】
2021522421.tif 000007
【０１８１】
アリの試験は、再び劇的な忌避剤特性を材料のうちの２つにおいて示し、その２つとはすなわち合計３０％のオイルを含む材料であった。具体的には、エッセンシャルオイル及びＣＢＤの両方を含む材料は、強力な忌避剤特性を示した。視覚的には、アリはオイル試料のいずれに対しても長時間滞在することはありそうになく、しかし対照試料上では常時見られた。アリは、オイル試料と接触した場合は、調べてから離れるか、または素早く歩いて材料を横断しており、対照試料とは異なる挙動であった。したがって、いくつかの試料は低い忌避剤特性を示したものの、昆虫の挙動は対照と比較すると変化した。
【０１８２】
したがって、本発明の実施形態の材料は、強力な節足動物忌避剤特性を有する材料を定義する。「忌避する」または「忌避剤」という用語は、節足動物が、対照材料と比較してその材料を避けることを意味する。好ましい実施形態において、材料は、少なくとも１０％の第１のオイルと、少なくとも１０％の第２のオイルと、少なくとも１つのポリマーとを含み、ポリマーならびに第１及び第２のオイルは、溶媒に溶解され、エレクトロスピニングによってスピニングされて繊維となり、繊維は、昆虫及びクモ形動物を含めた節足動物を十分に忌避する。
【０１８３】
ナノスピニングヘンプの用途
したがって、本明細書の実施形態によって定義される材料は、ＣＢＤオイル単独で、またはさらなるオイルとの組合せで利用したときに、劇的な細菌負荷の低減を示す。いくつかのオイルを組み合わせて試験したが、これらの組み合わせたオイルは、しばしば１つのオイル単独よりもいっそう大きな効果を示した。少なくとも５％のオイルを伴ったオイルは対照に対する顕著な改善を示すが、１０％のオイルを伴ったものはさらなる性能の改善を示す。したがって、好ましい実施形態は、少なくとも１０％の所与のオイルが結果の改善をもたらすことを示しているため、材料は、最小限では１０％以上の濃度の少なくとも１つのオイルを用いて製造されることが好ましい。
【０１８４】
これは、ケアの改善のために既存空間で利用される新規かつ刺激的な材料をもたらし、このとき材料は、材料内のオイルの性質により、細菌集団の成長を低減し、または場合によっては細菌負荷を破壊することができる。
【０１８５】
さらに、機能的スポーツファブリックが水分管理、アスリートの涼感及びドライ感の維持などの特性を有するスポーツ及び性能材料においては、抗微生物特性は悪臭及び細菌成長を防止すると考えられる。
【０１８６】
圧迫包帯：接着剤に依存せずに圧迫する包帯圧迫スリーブ。これは、液体を吸収及び保持し、抗細菌性であり耐久性を有する。
【０１８７】
アウトドアファブリック：日よけ、ボート用ファブリック、テント、カーテン、及びクッションはカビ及び細菌の蓄積を防止または低減する。
【０１８８】
バス及びキッチンタオル：この繊維を使用することにより、キッチン、浴室、及びタオルの使用者の全体において細菌の成長及び拡散が防止され得る。
【０１８９】
全ての実施形態において、ＣＢＤオイル製品は抗微生物保護をもたらす。したがって、抗微生物要素が好適であるか所望される繊維は、本発明の繊維を有利に利用して、皮膚の発疹もしくは不快感を引き起こし得る、または発がん性もしくは催奇形性などの他の危険を有するさらなる化学物質または材料、あるいはカーボンニュートラルでない方法で製造されるものを必要とすることなく、微生物集団の形成を防止するか、または低減することができる。実際に、本明細書で生成した繊維は、その特性及びその質素かつ持続可能な起源のいずれにおいても独特である。
【０１９０】
したがって、好ましい実施形態は、オイル及びポリマーを含み、細菌形成を９９％以上低減するのに十分な抗細菌特性を備える抗細菌性材料を作製するためのプロセスであって、ＣＢＤオイルを当該ポリマーと混合することであって、ＣＢＤオイルが、ＣＢＤオイル及びポリマーの混合物の総重量の約１０〜３０％を構成する、混合することと、混合物を溶媒に溶解することと、溶媒をエレクトロスピニング装置によって押出成形してフィラメントにすることとを含む、プロセスを対象とする。フィラメントは収集されフィルム状の材料を形成し、これが有利に材料に適用される。
【０１９１】
好ましい実施形態において、当該プロセスは、オールスパイス、アンゼリカ、アニス、バジル、ベイリーフ、ベンゾイン、ベルガモット、カバノキ、ビターアーモンド、ブラックペッパー、ボルド、ブッコノキ、カユプテ、ショウブ、カモミール、カンフル、キャラウェイ、カルダモン、ニンジン種子、カッシア、イヌハッカ、シダーウッド、キク、シナモン、シトロネラ、クラリセージ、クローブ、コリアンダー、クミン、イトスギ、ダバナ、ディル、エレミ、ユーカリ、フェンネル、フランキンセンス、ガルバヌム、ゼラニウム、ショウガ、グレープフルーツ、ムギワラギク、ヘンプ、ヒソップ、ジャスミン、ジュニパー、ラバンジン、ラベンダー、レモン、レモングラス、ライム、マンダリン、マヌカ、マージョラム、メリッサ、ヨモギ、モウズイカ、マスタード、ミルラ、フトモモ、ネロリ、ニアウリ、ナツメグ、ツノマタゴケ、オレンジ、オレガノ、パルマローザ、パセリ、パチョリ、ペニーロイヤル、ペパーミント、プチグレン、ピメント、マツ、ラベンサラ、バラ、ローズマリー、ローズウッド、ヘンルーダ、セージ、ビャクダン、スペアミント、カンショウ、センジュギク、タンジェリン、ヨモギギク、タラゴン、ティーツリー、ツジャ、タイム、チュベローズ、バニラ、ベチベル、ウィンターグリーン、ニガヨモギ、ノコギリソウ、イランイラン、及びこれらの組合せからなる群より選択される、少なくとも１０％の第１のオイルと、ＣＢＤオイル（少なくとも１０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤ濃度を有する）である、少なくとも１０％の第２のオイルと、ポリマーとの組合せを含み、当該少なくとも第１のオイル及び当該少なくとも第２のオイルの総重量は、組み合わされたポリマー及びオイルの材料の総重量の少なくとも２０％であり、当該オイル及びポリマーは溶媒に溶解され、エレクトロスピニングによって押出成形される。
【０１９２】
好ましい実施形態において、少なくとも１０％のＣＢＤオイル（少なくとも１０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤ）と、ポリマーとを含む、抗細菌特性を有する材料であって、１０％のＣＢＤオイル及びポリマーがエレクトロスピニングされて材料を形成する、材料。さらなる好ましい実施形態において、当該材料は、オールスパイス、アンゼリカ、アニス、バジル、ベイリーフ、ベンゾイン、ベルガモット、カバノキ、ビターアーモンド、ブラックペッパー、ボルド、ブッコノキ、カユプテ、ショウブ、カモミール、カンフル、キャラウェイ、カルダモン、ニンジン種子、カッシア、イヌハッカ、シダーウッド、キク、シナモン、シトロネラ、クラリセージ、クローブ、コリアンダー、クミン、イトスギ、ダバナ、ディル、エレミ、ユーカリ、フェンネル、フランキンセンス、ガルバヌム、ゼラニウム、ショウガ、グレープフルーツ、ムギワラギク、ヘンプ、ヒソップ、ジャスミン、ジュニパー、ラバンジン、ラベンダー、レモン、レモングラス、ライム、マンダリン、マヌカ、マージョラム、メリッサ、ヨモギ、モウズイカ、マスタード、ミルラ、フトモモ、ネロリ、ニアウリ、ナツメグ、ツノマタゴケ、オレンジ、オレガノ、パルマローザ、パセリ、パチョリ、ペニーロイヤル、ペパーミント、プチグレン、ピメント、マツ、ラベンサラ、バラ、ローズマリー、ローズウッド、ヘンルーダ、セージ、ビャクダン、スペアミント、カンショウ、センジュギク、タンジェリン、ヨモギギク、タラゴン、ティーツリー、ツジャ、タイム、チュベローズ、バニラ、ベチベル、ウィンターグリーン、ニガヨモギ、ノコギリソウ、イランイラン、及びこれらの組合せからなる群より選択される、少なくとも１つの第２のオイルを含み、第２のオイルはさらに材料の合計の１０％を構成し、１０％のＣＢＤと１０％の当該第２のオイルとをポリマーと共に有する材料を形成する。さらなる好ましい実施形態において、材料全体の１０〜２０％を構成する、ＣＢＤオイルまたは第２のオイル。さらなる好ましい実施形態において、１０％の少なくとも２つ以上のオイルを有する材料。
【０１９３】
好ましい実施形態において、ポリマーと混合された少なくとも１０％のＣＢＤオイルを含む昆虫忌避剤材料であって、当該１０％のＣＢＤオイル（少なくとも１０ｍｇ／ｍｌのＣＢＤ）及び当該ポリマーが溶媒に溶解され、エレクトロスピニングされて当該昆虫忌避剤材料となる、昆虫忌避剤材料。好ましい実施形態において、昆虫忌避剤材料は、オールスパイス、アンゼリカ、アニス、バジル、ベイリーフ、ベンゾイン、ベルガモット、カバノキ、ビターアーモンド、ブラックペッパー、ボルド、ブッコノキ、カユプテ、ショウブ、カモミール、カンフル、キャラウェイ、カルダモン、ニンジン種子、カッシア、イヌハッカ、シダーウッド、キク、シナモン、シトロネラ、クラリセージ、クローブ、コリアンダー、クミン、イトスギ、ダバナ、ディル、エレミ、ユーカリ、フェンネル、フランキンセンス、ガルバヌム、ゼラニウム、ショウガ、グレープフルーツ、ムギワラギク、ヘンプ、ヒソップ、ジャスミン、ジュニパー、ラバンジン、ラベンダー、レモン、レモングラス、ライム、マンダリン、マヌカ、マージョラム、メリッサ、ヨモギ、モウズイカ、マスタード、ミルラ、フトモモ、ネロリ、ニアウリ、ナツメグ、ツノマタゴケ、オレンジ、オレガノ、パルマローザ、パセリ、パチョリ、ペニーロイヤル、ペパーミント、プチグレン、ピメント、マツ、ラベンサラ、バラ、ローズマリー、ローズウッド、ヘンルーダ、セージ、ビャクダン、スペアミント、カンショウ、センジュギク、タンジェリン、ヨモギギク、タラゴン、ティーツリー、ツジャ、タイム、チュベローズ、バニラ、ベチベル、ウィンターグリーン、ニガヨモギ、ノコギリソウ、イランイラン、及びこれらの組合せからなる群より選択される、少なくとも１つの第２のオイルを含む。さらなる実施形態において、少なくとも１０％の２つ以上のオイルを含む、昆虫忌避剤材料。
【０１９４】
好ましい実施形態において、昆虫忌避剤材料は、ＣＢＤ、ヘンプ、シダーウッド、ユーカリ、ラベンダー、レモン、レモングラス、シトロネラ、ペパーミント、パルマローザ、ティーツリー、タイム、イランイラン、及びこれらの組合せからなる群より選択されるオイルを含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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