(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）アルギン酸塩ナノファイバーを、カルシウムイオンを含む第一有機溶液に接触させてカルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを生成する工程、
ここで、前記第一有機溶液は５重量％未満のカルシウム塩を含む、
ｂ）前記カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを、抗菌剤を含む第二有機溶液に接触させて抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーを生成する工程、および
ｃ）前記抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーを悪臭吸収剤と結合させて、または悪臭吸収剤でコーティングして、抗臭性および抗菌性ナノファイバーを生成する工程、
ここで、前記悪臭吸収剤はシクロデキストリンを含む、
を含む、アルギン酸塩ナノファイバーに由来する抗臭性および抗菌性ナノファイバーの製造方法。
【請求項２】
アルギン酸塩およびＰＥＯの１重量％〜１０重量％の混合物を含む水溶液をエレクトロスピニングすることにより前記アルギン酸塩ナノファイバーを形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水溶液は、６０：４０〜８０：２０のアルギン酸塩対ＰＥＯ比でアルギン酸塩およびＰＥＯを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第一有機溶液は、０．１重量％〜４．５重量％のカルシウム塩を含み、前記第二有機溶液は、０．０５重量％〜１０重量％の銀塩を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第一有機溶液に接触させる前に、有機溶媒で前記アルギン酸塩ナノファイバーを洗浄するか、前記第二有機溶液に接触させる前に、有機溶媒で前記カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを洗浄するか、または前記悪臭吸収剤と結合させる前または悪臭吸収剤でコーティングする前に前記抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーを有機溶媒で洗浄する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ａ）アルギン酸塩ナノファイバー、
ｂ）抗菌剤、
ｃ）悪臭吸収剤、および
ｄ）カルシウムイオン
を含む抗臭性および抗菌性ナノファイバーであり、
前記アルギン酸塩ナノファイバーは、２０：８０〜９５：５の比で、少なくとも１つのバイオポリマーおよび少なくとも１つの担体ポリマーの混合物を含み、
前記悪臭吸収剤は、シクロデキストリンを含み、
前記カルシウムイオンの抗臭性および抗菌性ナノファイバー中のパーセントは、抗臭性および抗菌性ナノファイバーの非炭素元素の重量の１５重量％未満である、
抗臭性および抗菌性ナノファイバー。
【請求項７】
前記抗菌剤は、銀、銀イオン、酢酸、クロルヘキシジン、ヨウ素、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、トリクロサン、抗生物質、またはそれらの組み合わせを含む、請求項６に記載の抗臭性および抗菌性ナノファイバー。
【請求項８】
平均繊維直径は、１２０ｎｍ〜１５０ｎｍである、請求項６に記載の抗臭性および抗菌性ナノファイバー。
【請求項９】
裏地の表面にアルギン酸塩ナノファイバーを堆積させる工程、
ｂ）有機溶媒に溶解したカルシウムイオンを含む溶液を用いて、アルギン酸塩ナノファイバーを化学処理して、カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを生成する工程、
ここで、カルシウムイオンを含む前記溶液は、５重量％未満のカルシウム塩を含む、
ｃ）有機溶媒中に溶解した抗菌剤を含む溶液を用いて、前記カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを化学処理して、抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーを生成する工程、および
ｄ）前記抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーの表面に、悪臭吸収剤を含む繊維をエレクトロスピンまたはエレクトロスプレーする工程、ここで、前記悪臭吸収剤はシクロデキストリンを含む
を含む、創傷被覆構造体を製造する方法。
【請求項１０】
アルギン酸塩およびＰＥＯの１重量％〜１０重量％の混合物を含む水溶液を裏地の表面へエレクトロスピニングすることにより前記アルギン酸塩ナノファイバーを堆積させる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記水溶液は、６０：４０〜８０：２０の比でアルギン酸塩およびＰＥＯを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
カルシウムイオンを含む前記溶液は、０．１重量％〜４．５重量％のカルシウム塩を含み、
前記抗菌剤は、銀、酢酸、クロルヘキシジン、ヨウ素、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、トリクロサン、抗生物質、またはこれらの組み合わせを含み、
前記抗菌剤を含む前記溶液は、０．０５重量％〜１０重量％の銀塩を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記裏地の表面へ堆積した後に、前記アルギン酸塩ナノファイバーを有機溶媒で洗浄する工程、前記抗菌剤を含む前記溶液で化学処理を施す前に、前記カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを有機溶媒で洗浄する工程、または前記悪臭吸収剤を用いてエレクトロスピニングまたはエレクトロスプレーをする前に、前記抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーを有機溶媒で洗浄する工程をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記バイオポリマーおよび／または前記担体ポリマーは、アルギン酸塩、キトサン、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、デキストラン、コラーゲン、グリコサミノグリカン、セルロース、ポリ（カプロラクトン）、ポリガラクチン、ゼラチン、ポリ（エチレン）オキシド、ポリビニルアルコール、ポリビニルカプロラクタム、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレングリコール、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリ−Ｌ−乳酸、ポリ（ε−カプロラクトン）、それらの誘導体、それらの溶液、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項６に記載の抗臭性および抗菌性ナノファイバー。
【請求項１５】
前記バイオポリマーはアルギン酸塩であり、
前記担体ポリマーはポリ（エチレン）オキシドである、請求項６に記載の抗臭性および抗菌性ナノファイバー。
【請求項１６】
界面活性剤をさらに含み、
前記界面活性剤は、オクトキシノール、ポリソルベート、ステアリルアルコール、ソルビタン、ポリグリセロール、ポリリシノレエート、ポロキサマー、ペンタエチレングリコールモノドデシルエーテル、オレイルアルコール、オクチルグルコシド、Ｎ−オクチルベータ−Ｄ−チオグリコピラノシド、オクタエチレングリコールモノデシルエーテル、ノニルフェノキシポリエトキシエタノール、ノノキシノール、オクチルフェノキシポリエトキシエタノール、モノラウリン、エトキシレート、ラウリルグルコシド、イソセテス−２０、デシルグルコシド、セトマクロゴル、セトステアリルアルコール、セチルアルコール、コカミドジエタノールアミン、コカミドモノエチルフタレート、またはそれらの誘導体またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項６に記載の抗臭性および抗菌性ナノファイバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
相互参照
本出願は、ここに引用してその全体を援用する、２０１５年４月２８日に出願された米国仮出願第６２／１５４，０５６号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
創傷治療に関連する重要な問題は、感染の管理である。感染は創傷治癒を遅らせる可能性があり、患者にとって精神的に外傷を与えるものであって、治療時間およびコストを有意に増加させる可能性がある。結果として、好ましくは、創傷被覆材と組み合わせて、創傷に由来する感染を予防しかつ治療する要望が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
コーティングナノファイバー材料と共に組み込まれた抗菌剤を含む組成物の調製および使用を含めた、対象における創傷治療のための方法および組成物を本明細書において開示する。他の実施態様において、該方法および組成物はナノファイバー材料と共に抗臭性成分を組み込む。さらに他の実施態様において、該方法および組成物は、ナノファイバー材料と共に抗菌性および抗臭性成分を共に組み込む。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様において、本明細書中において、ａ）アルギン酸塩ナノファイバーを、カルシウムイオンを含む第一有機溶液に接触させてカルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを生成する工程；ｂ）該カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを、抗菌剤を含む第二有機溶液に接触させて抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーを生成する工程；およびｃ）該抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーを悪臭吸収剤と結合させて、または悪臭吸収剤でコーティングして、抗臭性および抗菌性ナノファイバーを生成する工程を含む、アルギン酸塩ナノファイバーから誘導される抗臭性および抗菌性ナノファイバーの製造方法が提供される。いくつかの実施態様において、アルギン酸塩ナノファイバーを、アルギン酸塩およびポリ（エチレン）オキシド（ＰＥＯ）の１重量％〜１０重量％混合物、例えば、アルギン酸塩およびＰＥＯの４％混合物を含む水溶液をエレクトロスピンすることによって形成する。いくつかの実施態様において、該水溶液は、６０：４０〜８０：２０、例えば、７０：３０のアルギン酸塩対ＰＥＯ比を含む。いくつかの実施態様において、該第一有機溶液は、０．１重量％〜１０重量％のカルシウム塩を含む。例えば、カルシウム塩としては、限定されるものではないが、塩化カルシウム、臭化カルシウム、フッ化カルシウム、ヨウ化カルシウム、硝酸カルシウムおよび水素化カルシウムの塩が挙げられる。いくつかの実施態様において、該抗菌剤は、銀、酢酸、クロルヘキシジン、ヨウ素、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、トリクロサン、抗生物質、またはそれらの組み合わせを含む。抗菌剤としては、限定されるものではないが、ゲンタマイシン、オフロキサシン、ミノサイクリン、テトラサイクリン、メトロニダゾール、およびそれらの誘導体が挙げられる。いくつかの実施態様において、該第二有機溶液は、０．０５重量％〜１０重量％の銀塩を含む。銀塩としては、限定されるものではないが、硝酸銀、塩化銀、硫酸銀、乳酸銀、臭化銀、酢酸銀、およびそれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施態様において、該抗菌性−ナノファイバーの表面上に該悪臭吸収剤をエレクトロスプレーし、エレクトロスピンし、またはエレクトロスプレーおよびエメクトロスピンの双方を行うことにより該抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーを該悪臭吸収剤で被覆する。いくつかの実施態様において、該悪臭吸収剤は、シクロデキストリンを含む。いくつかの例において、該方法は、該第一有機溶液に接触させる前に、有機溶媒で該アルギン酸塩ナノファイバーを洗浄することを含む。いくつかの例において、該方法は、該悪臭吸収剤と結合させる前または悪臭吸収剤でコーティングする前に該抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーを有機溶媒で洗浄することを含む。いくつかの例において、該抗臭性および抗菌性ナノファイバーは、該アルギン酸塩ナノファイバーの平均繊維直径に比べ１０％未満減少した平均繊維直径を有する。いくつかの実施態様において、該抗臭性および抗菌性ナノファイバーが創傷滲出液と接触すると、該抗臭性および抗菌性ナノファイバーの該抗菌剤の少なくとも一部は、解離して該抗臭性および抗菌性ナノファイバーから放出される。いくつかの実施態様において、該抗臭性および抗菌性ナノファイバーが創傷滲出液と接触すると、該抗臭性および抗菌性ナノファイバーのカルシウムイオンの少なくとも一部は、解離して該抗臭性および抗菌性ナノファイバーから放出される。いくつかの例において、該抗臭性および抗菌性ナノファイバーは、水溶液中で２４時間浸された後も損なわれない。
【０００５】
１つの態様において、本明細書中において、アルギン酸塩対ＰＥＯが７０：３０比の４％混合物を含む水溶液からエレクトロスピンされたアルギン酸塩ナノファイバー；抗菌剤；および悪臭吸収剤を含む、抗臭性および抗菌性ナノファイバーを提供する。いくつかの実施態様において、該抗菌剤は、銀、酢酸、クロルヘキシジン、ヨウ素、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、トリクロサン、抗生物質、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施態様において、該悪臭吸収剤は銀イオンを含む。いくつかの場合において、該銀イオンの少なくとも一部は、該抗臭性かつ抗菌性ナノファイバー内に粒子を形成する。いくつかの場合において、該銀粒子は、１５０ｎｍ〜３００ｎｍの平均直径を有する。いくつかの場合において、創傷滲出液と接触させると、抗臭性および抗菌性ナノファイバー中の該銀イオンの少なくとも一部は解離し、該抗臭性および抗菌性ナノファイバーから放出される。いくつかの実施態様において、該抗臭性および抗菌性ナノファイバーは、さらに、カルシウムイオンを含む。いくつかの場合において、該抗臭性および抗菌性ナノファイバーを創傷滲出液と接触させると、該カルシウムイオンの少なくとも一部は解離し、放出される。いくつかの実施態様において、該抗臭性および抗菌性ナノファイバーの該悪臭吸収剤は、繊維の形態である。いくつかの実施態様において、該悪臭吸収剤を、アルギン酸塩ナノファイバー上にエレクトロスピンする。いくつかの実施態様において、該悪臭吸収剤を、該アルギン酸塩ナノファイバー上にエレクトロスプレーする。いくつかの実施態様において、該悪臭吸収剤は、シクロデキストリンを含む。いくつかの実施態様において、該シクロデキストリンは、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン（ＨＢ−β−ＣＤ）を含む。いくつかの実施態様において、該抗臭性および抗菌性ナノファイバーは、ＰＥＯを含まない。いくつかの場合において、抗臭性および抗菌性ナノファイバーの平均ナノファイバー直径は、１２０ｎｍ〜１５０ｎｍである。いくつかの例において、該抗臭性および抗菌性ナノファイバーは、水溶液中に２４時間浸された後も損なわれない。もう１つの態様において、本明細書中において、抗臭性および抗菌性ナノファイバーおよび裏地を含む創傷被覆構造体を提供する。いくつかの実施態様において、該裏地は裏布である。いくつかの実施態様において、該裏地はナイロンである。いくつかの実施態様において、該裏地はカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を含む。
【０００６】
さらなる態様において、本明細書中において、裏地の表面にアルギン酸塩ナノファイバーを堆積させる工程、ｂ）有機溶媒に溶解したカルシウムイオンを含む溶液を用いて、アルギン酸塩ナノファイバーを化学処理して、カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを生成する工程、ｃ）有機溶媒中に溶解した抗菌剤を含む溶液を用いて、該カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを化学処理して、抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーを生成する工程、およびｄ）該抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーの表面上に、悪臭吸収剤を含む繊維をエレクトロスピンまたはエレクトロスプレーする工程を含む、創傷被覆構造体を製造する方法を提供する。いくつかの実施態様において、アルギン酸塩およびＰＥＯの１重量％〜１０重量％の混合物を含む水溶液を裏地の表面へエレクトロスピンすることにより該アルギン酸塩ナノファイバーを堆積させる。いくつかの実施態様において、該水溶液は、６０：４０〜８０：２０のアルギン酸塩対ＰＥＯ比を含む。いくつかの実施態様において、カルシウムイオンを含む該溶液は、０．１重量％〜１０重量％のカルシウム塩を含む。カルシウム塩としては、限定されるものではないが、塩化カルシウム、臭化カルシウム、フッ化カルシウム、ヨウ化カルシウム、硝酸カルシウム、および水素化カルシウムが挙げられる。いくつかの実施態様において、該抗菌剤は、銀、酢酸、クロルヘキシジン、ヨウ素、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、トリクロサン、抗生物質、またはこれらの組み合わせが挙げられる。抗生物質としては、限定されるものではないが、ゲンタマイシン、オフロキサシン、ミノサイクリン、テトラサイクリン、メトロニダゾール、およびそれらの誘導体が挙げられる。いくつかの実施態様において、該抗菌剤を含む該溶液は、０．０５重量％〜１０重量％の銀塩を含む。銀塩としては、限定されるものではないが、硝酸銀、塩化銀、硫酸銀、乳酸銀、臭化銀、酢酸銀、およびそれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの場合において、該悪臭吸収剤は、シクロデキストリンを含む。いくつかの実施態様において、該方法は、さらに、該裏地の表面上に堆積させた後に、該アルギン酸塩ナノファイバーを有機溶媒で洗浄する工程を含む。いくつかの場合において、該方法は、さらに、該悪臭吸収剤を用いてエレクトロスピンまたはエレクトロスプレーする前に、該抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーを有機溶媒で洗浄する工程を含む。いくつかの場合、該抗菌性−アルギン酸塩ナノファイバーは、出発アルギン酸塩ナノファイバー材料の平均繊維直径に対して１０％未満減少した平均繊維直径を有する。いくつかの実施態様において、該創傷被覆構造体が創傷滲出液に接触すると、該抗菌剤の一部は、解離して該創傷被覆構造体から放出される。いくつかの実施態様において、該創傷被覆構造体が創傷滲出液に接触すると、該カルシウムイオンの一部は、解離して該創傷被覆構造体から放出される。いくつかの実施態様において、該裏地は裏布である。いくつかの例において、該裏地はナイロンである。いくつかの例において、該裏地はカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を含む。さらに他の実施態様において、該裏地は、誘導体化されたカルボキシメチルセルロースを含む。さらに、１つの態様において、本明細書中で提供される方法により作製されるナノファイバー構造を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、化学処理の前後における紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩ナノファイバーの走査型電子顕微鏡イメージ、および対応する繊維直径分布を示す。
【０００８】
【図２】図２は、抗細菌性ナノファイバー構造中における平均粒子サイズを描くグラフである。
【０００９】
【図３】図３Ａは、化学処理の前後における紡糸されただけのナノファイバーマットの４，０００から４００ｃｍ−１までの赤外線スペクトルである。図３Ｂは、化学処理の前後における紡糸されただけのナノファイバーマットの３，５００から２，０００ｃｍ−１までの赤外線スペクトルである。
【００１０】
【図４】図４Ａは、７０：３０ナトリウム−アルギン酸塩：ＰＥＯ溶液（４００）および８０：２０ナトリウム−アルギン酸塩：ＰＥＯ溶液（４０１）から紡糸されたナノファイバーの走査型電子顕微鏡イメージを示す。図４Ｂは、図４Ａに示された７０：３０ナトリウム−アルギン酸塩：ＰＥＯ溶液から紡糸されたナノファイバーの繊維直径分布を示すグラフである。
【００１１】
【図５】図５は、４０００〜４００ｃｍ−１および２０００〜１０００ｃｍ−１スペクトル範囲内における、紡糸されただけのＰＥＯナノファイバー（Ａ）、アルギン酸ナトリウム（Ｂ）、およびアルギン酸ナトリウム／ＰＥＯナノファイバー（Ｃ）の赤外線スペクトルを示す。
【００１２】
【図６】図６は、紡糸されただけのナノファイバーの堆積の前後における、基布の写真および走査型電子顕微鏡イメージを示す。
【００１３】
【図７】図７は、種々の時点での、悪臭吸収剤をエレクトロスプレーしたナノファイバーの走査型電子顕微鏡イメージを示す。
【００１４】
【図８】図８は、ＨＰ−β−ＣＤ／ＰＥＯのブレンドを有する溶液からエレクトロスピンした繊維の走査型電子顕微鏡イメージを示す。
【００１５】
【図９】図９は、ナノファイバーを含む被覆構造体の作製用のワークフローを提供する。
【００１６】
【図１０】図１０は、ナノファイバー構造の作製方法の例の概要を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本明細書中、種々の実施態様において、抗細菌性ナノファイバーを生成させるために抗細菌剤で化学処理されたナノファイバーを提供する。適切な抗細菌剤はそのイオン形態である銀であり、メチシリン−耐性およびバンコマイシン−耐性Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅａｕｓおよびＥｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｆａｅｃｉｕｍなどの抗生物質−耐性株を含めた、非常に多数のグラム陰性およびグラム陽性菌に対して効果的な抗菌剤である。
【００１８】
記載された抗細菌性ナノファイバーは、創傷被覆材の成分として有用である。いくつかの実施態様において、抗細菌性ナノファイバーを、バイオポリマーを含むナノファイバーを抗細菌剤で処理することによって作製する。例として、ナノファイバーは、１種以上のバイオポリマーを含む溶液からエレクトロスピニングし、引き続いて、抗細菌剤で処理する。典型的なバイオポリマーは、アルギン酸塩である。アルギン酸塩は、ゲル−様物質を形成し、したがって創傷のための湿潤ミクロ環境を維持しつつ、多量の創傷液を吸収するための創傷被覆材で有用である。典型的な実施態様において、抗細菌性ナノファイバーを紡糸されただけのナノファイバーから誘導し、ここに、該紡糸されただけのナノファイバーを、バイオポリマーならびに任意に、担体ポリマーおよび／または界面活性剤を含む溶液をエレクトロスピニングすることによって形成する。いくつかの実施態様において、該紡糸されただけのナノファイバーは、アルギン酸塩および担体ポリマーを含む溶液をエレクトロスピニングすることによって形成する。いくつかの場合において、該担体ポリマーはポリ（エチレン）オキシド（ＰＥＯ）である。
【００１９】
種々の実施態様において、抗細菌性ナノファイバーを、創傷被覆材中に末端使用に適したバイオポリマーを含むナノファイバーから誘導する。いくつかの実施態様において、ナノファイバーは、１種以上の担体ポリマーまたは担体剤と結合させたバイオポリマーを含む。本明細書中に記載されたナノファイバーの成分として有用なバイオポリマーおよび／または担体の非限定的な例としては、アルギン酸塩、キトサン、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、デキストラン、コラーゲン、グリコサミノグリカン、セルロース、ポリ（カプロラクトン）、ポリガラクチン、ゼラチン、ＰＥＯ、ポリビニルアルコール、ポリビニルカプロラクタム、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレングリコール、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリ−Ｌ−乳酸、ポリ（ε−カプロラクトン）、キトサン、それらの誘導体、それらの溶液、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられる。いくつかの例において、バイオポリマーまたはバイオポリマーおよび担体を含む溶液を、界面活性剤、例えば、オクトキシノール（ｏｘｔｏｘｙｎｏｌ）（ＴｒｉｔｏｎＴＭ  Ｘ−１００）、ポリソルベート（ＴｗｅｅｎＴＭ）、ステアリルアルコール、ソルビタン、ポリグリセロールポリリシノレエート、ポロキサマー、ペンタエチレングリコールモノドデシルエーテル、オレイルアルコール、オクチルグルコシド、Ｎ−オクチルベータ−Ｄ−チオグリコピラノシド、オクタエチレングリコールモノデシルエーテル、ＮＰ−４０、ノノキシノール、ノニデットＰ−４０、モノラウリン、エトキシレート、ラウリルグルコシド、イソセテス−２０、ＩＧＥＰＡＬ  ＣＡ−６３０、デシルグルコシド、セトマクロゴル、セトステアリルアルコール、セチルアルコール、コカミドＤＥＡ、コカミドＭＥＰ、またはそれらの誘導体またはそれらの組み合わせと共にエレクトロスピニングする。
【００２０】
種々の実施態様において、ナノファイバーは、バイオポリマーならびに任意に、担体および／または界面活性剤を含む有機溶液から製造する。代替実施態様において、ナノファイバーを、バイオポリマーならびに任意に、担体および／または界面活性剤を含む水溶液から製造する。他の実施態様において、ナノファイバーを、バイオポリマーならびに任意に、担体および／または界面活性剤を含む混和性水性−有機性溶液から製造する。
【００２１】
いくつかの例において、ナノファイバーを、約１重量％〜約５０重量％のバイオポリマーを含む溶液をエレクトロスピニングすることによって製造する。いくつかの例において、ナノファイバーを、約１重量％〜約５０重量％のバイオポリマーおよび担体を含む溶液をエレクトロスピニングすることによって製造する。いくつかの例において、該溶液中のバイオポリマーまたはバイオポリマー：担体の重量パーセントは、約１％〜約５０％、約１％〜約４０％、約１％〜約３０％、約１％〜約２０％、約１％〜約１０％である。いくつかの例において、該溶液中のバイオポリマーまたはバイオポリマー：担体の重量パーセントは、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、または１０％である。バイオポリマーおよび担体を含む溶液のエレクトロスピニングから製造されたナノファイバーでは、担体に対するバイオポリマーの比は、約２０：８０〜約９５：５、約３０：７０〜約９５：５、約４０：７０〜約９５：５、約５０：７０〜約９５：５、約６０：８０〜約９０：１０、約６０：８０〜約８０：２０であってよい。いくつかの実施態様において、エレクトロスピニング溶液中における担体に対するバイオポリマーの比は、６０：４０、６１：３９、６２：３８、６３：３７、６４：３６、６５：３５、６６：３４、６７：３３、６８：３２、６９：３１、７０：３０、７１：２９、７２：２８、７３：２７、７４：２６、７５：２５、７６：２４、７７：２３、７８：２２、７９：２１、または８０：２０である。いくつかの実施において、ナノファイバーを、約２０：８０〜約９５：５のバイオポリマー：担体ポリマーにて、バイオポリマーおよび担体ポリマーの１重量％〜５０重量％溶液からエレクトロスピニングする。例えば、エレクトロスピニングされたまたは紡糸されただけのナノファイバーを、４重量％の、７０：３０バイオポリマー：担体ポリマーの溶液をエレクトロスピニングすることによって製造する。該紡糸されただけのナノファイバーは、約２０％〜約９５％、好ましくは５０〜９０％、より好ましくは６０％〜８０％、例えば、７０％のバイオポリマーを含んでよい。１つの実施態様において、該紡糸されただけのナノファイバーは、約６０％〜約８０％、または約７０％のアルギン酸塩またはその塩を含む。該紡糸されただけのナノファイバーは、５％〜８０％、好ましくは１０％〜５０％、より好ましくは２０％〜４０％、例えば、３０％の担体ポリマーを含んでよい。１つの実施態様において、該紡糸されただけのナノファイバーは、約２０％〜約４０％、例えば、３０％のＰＥＯを含む。１つの例において、ナノファイバーは、４重量％の７０：３０アルギン酸塩：担体ポリマー溶液をエレクトロスピニングすることによって製造され、ここに、該担体ポリマーは、任意に、ＰＥＯであって、該溶液は、任意に、ＴｒｉｔｏｎＴＭ  Ｘ−１００などの界面活性剤を含む。
【００２２】
いくつかの実施態様において、例えば、ナノファイバーを、該ナノファイバーを不溶性に維持する適当な溶液、例えば、有機溶媒を含む溶液で洗浄することによって、担体をナノファイバーから実質的に除去する。９０％を超える、９２％を超える、９４％を超える、９６％を超える、または９８％を超える担体がナノファイバーから除去される場合、または担体が、赤外線分光法などの分光方法によって検出できない場合、担体は実質的に除去されている。いくつかの実施態様において、界面活性剤をナノファイバーから少なくとも部分的に除去し、例えば、界面活性剤の少なくとも約５０％をナノファイバーから除去する。他の実施態様において、界面活性剤はナノファイバーから実質的に除去されない（例えば、約５０％未満が除去される）。
【００２３】
種々の実施態様において、抗細菌性ナノファイバーを、約５０ｎｍ〜約５００ｎｍ、約６０ｎｍ〜約４００ｎｍ、約７０ｎｍ〜約３００ｎｍ、約７０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約８０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約９０ｎｍ〜約１５０ｎｍ、または約１００ｎｍ〜約１４０ｎｍの平均直径を有するナノファイバーから誘導する。実施態様において、平均繊維直径は、約２００ｎｍ未満、約１５０ｎｍ未満、または約１３０ｎｍ未満である。いくつかの実施態様において、平均繊維直径は、約５０ｎｍよりも大きく、約７０ｎｍよりも大きく、または約９０ｎｍよりも大きい。
【００２４】
種々の実施態様において、本明細書中に記載されたナノファイバーは、ナノファイバー構造、例えば、ナノファイバーマットを形成する。いくつかの実施態様において、ナノファイバーは紡糸されただけのバイオポリマーを含む。典型的な実施態様において、ナノファイバーおよび／またはナノファイバーマットを抗細菌剤で化学処理して、抗細菌性ナノファイバーを生成する。本明細書中に記載されるように、少なくともいくつかの実施において、ナノファイバーは、ナノファイバー構造を含めたナノファイバーである。
【００２５】
いくつかの実施態様において、本明細書中において提供される抗細菌性のナノファイバーまたはナノファイバー構造は、創傷治療に有用な１種以上の成分を含む。いくつかの実施態様において、抗細菌性ナノファイバーを含む創傷被覆材は、創傷治療に有用な１種以上の成分を含む。創傷治療に有用な成分の非限定的な例としては、薬物、抗菌性化合物、脂質、トリグリセリド、ビタミン、ミネラル、悪臭化合物の発生を最小化するための酵素、および成長因子が挙げられる。抗菌化合物としては、防腐剤（例えば、酢酸、クロルヘキシジン、銀、ヨウ素、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、ポリヘキサメチルビグアニド、トリクロサン）および抗生物質（例えば、ゲンタマイシン、オフロキサシン、ミノサイクリン、テトラサイクリン、メトロニダゾール、およびそれらの誘導体）が挙げられる。成長因子の非限定的な例としては、上皮成長因子、血小板由来成長因子、およびヒト成長ホルモンが挙げられる。ビタミンの非限定的な例としては、ビタミンＡ、ビタミンＣ、およびビタミンＥが挙げられる。ミネラルの非限定的な例としては、銅および亜鉛が挙げられる。
【００２６】
ナノファイバーはしばしば水溶性であり、従って、創傷被覆材などの、生物医学的適用の水性環境中に維持できない。可溶性バイオポリマーナノファイバーを不溶性ナノファイバーに変換する１つの方法は、バイオポリマーをカルシウム（ＩＩ）イオンで複合体化して、カルシウム−バイオポリマーナノファイバーを生成させることを含む。カルシウム−バイオポリマーナノファイバーを、カチオン−バイオポリマー複合体（例えば、ナトリウム−バイオポリマー複合体）中でのカルシウムおよびカチオン（例えば、ナトリウム）の間のイオン交換によって形成してよい。いくつかの実施態様において、イオン−交換反応は、バイオポリマーナノファイバーを、カルシウム（ＩＩ）イオン（例えば、カルシウム塩からのカルシウム（ＩＩ）イオン）を含むカルシウム処理溶液に浸すことによって促進される。いくつかの実施態様において、バイオポリマーはアルギネートまたはナトリウムアルギン酸塩のようなアルギン酸の塩を含む。典型的なカルシウム塩としては、限定されるものではないが、塩化カルシウム、臭化カルシウム、フッ化カルシウム、ヨウ化カルシウム、硝酸カルシウム、水素化カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、亜硝酸カルシウム、モリブデン酸カルシウム、安息香酸カルシウムおよび炭酸カルシウムが挙げられる。多くの実施態様において、カルシウム処理溶液中のカルシウム（ＩＩ）イオンまたはカルシウム塩のパーセントは、約０．１％〜約１０％、約０．１％〜約９％、約０．１％〜約８％、約０．１％〜約７％、約０．１％〜約６％、約０．１％〜約５％、約０．５％〜約１０％、約０．５％〜約９％、約０．５％〜約８％、約０．５％〜約７％、約０．５％〜約６％、約０．５％〜約５％、または約１％〜約５％である。典型的な実施態様において、カルシウム処理溶液中のカルシウム（ＩＩ）イオンまたはカルシウム塩のパーセントは、約０．５％、約１％、約１．５％、約２％、約２．５％、約３％、約３．５％、約４％、約４．５、または約５％である。ナノファイバーを、カルシウム処理溶液で、少なくとも約１分、少なくとも約２分、少なくとも約３分、少なくとも約４分、少なくとも約５分、少なくとも約６分、少なくとも約７分、少なくとも約８分、少なくとも約９分、少なくとも約１０分、少なくとも約１２分、少なくとも約１５分、または少なくとも約２０分の間処理してよい。いくつかの例において、ナノファイバーを、カルシウム処理溶液で、約３０分未満、約２５分未満、約２０分未満、約１５分未満、または約１０分未満の間処理する。１つの例において、ナノファイバーを、カルシウム処理溶液で、５分、６分、７分、８分、９分、１０分、１１分、１２分、１３分、１４分、または１５分の間処理する。
【００２７】
いくつかの実施態様において、ナノファイバーの不溶性は、カルシウム（ＩＩ）イオンを有機溶媒または有機混和性溶媒に溶解させて、カルシウム処理溶液を生成させることによって維持される。有機溶媒または有機混和性溶媒としては、限定されるものではないが、エタノール、酢酸、アセトン、アセトニトリル、ベンゼン、１−ブタノール、２−ブタノール、２−ブタノン、ｔ−ブチルアルコール、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホルム、シクロヘキサン、１，２−ジクロロエタン、ジエチレングリコール、ジエチルエーテル、ジグリム（ジエチレングリコールジメチルエーテル）、１，２−ジメトキシ−エタン（グリム、ＤＭＥ）、ジメチル−ホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、１，４−ジオキサン、酢酸エチル、エチレングリコール、グリセリン、ヘプタン、ヘキサメチルホスホルアミド（ＨＭＰＡ）、ヘキサメチルリントリアミド（ＨＭＰＴ）、ヘキサン、メタノール、メチルｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、塩化メチレン、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、ニトロメタン、ペンタン、１−プロパノール、２−プロパノール、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、トルエン、トリエチルアミン、重水、およびそれらの任意の溶液（例えば、５０％有機溶媒、９０％有機溶媒）またはその組み合わせが挙げられる。１つの例において、カルシウム処理溶液は、エタノール（例えば、無水エタノールまたは＞９８％エタノール）に溶解させたカルシウム（ＩＩ）イオン（例えば、ＣａＣｌ２からのカルシウム（ＩＩ）イオン）を含む。
【００２８】
抗細菌性ナノファイバー
【００２９】
本明細書中に記載されたナノファイバーは、抗菌剤、例えば、銀などの抗菌剤を複合体化しまたは保持することを受容する。いくつかの実施態様において、バイオポリマーを含む紡糸されただけのナノファイバーなどのナノファイバーを抗細菌性処理溶液で化学処理して、抗細菌性ナノファイバーを生成する。いくつかの実施態様において、抗細菌性処理のためのナノファイバーを、バイオポリマーならびに任意に、１種以上の担体ポリマーおよび／または界面活性剤を含む溶液をエレクトロスピニングすることによって製造する。いくつかの実施態様において、ナノファイバーを、抗細菌処理の前に洗浄する。いくつかの実施態様において、ナノファイバーを、有機溶媒、例えば、エタノールを含む溶液で洗浄する。いくつかの実施態様において、ナノファイバーを、抗細菌処理の前に溶液で処理して、不溶性とする。いくつかの例において、バイオポリマーはアルギン酸塩を含む。いくつかの例において、抗細菌処理溶液は銀を含む。いくつかの例において、ナノファイバーを不溶性とする溶液は、カルシウム（ＩＩ）イオンを含む。
【００３０】
いくつかの例において、抗細菌化学処理のためのナノファイバーは、創傷被覆材または被覆構造体中のナノファイバーまたはナノファイバーマットである。被覆構造体としては、創傷被覆材の任意の構造的成分、例えば、ナノファイバーマット、裏地、吸収層、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられる。ナノファイバー状構造またはナノファイバー構造としては、多くの例において、ナノファイバーマットが挙げられる。他の例において、ナノファイバー構造のナノファイバー状構造としては、（いくつかの場合において、ナノファイバー状マットを含めた）ナノファイバー、および構造支持体、例えば、裏地が挙げられる。
【００３１】
種々の実施態様において、ナノファイバーを、例えば、浸すことによって、銀（Ｉ）イオンを含む銀処理溶液で化学処理し、その結果、銀が取り込まれたナノファイバーがもたらされる。いくつかの実施態様において、銀処理の間に、銀（Ｉ）イオンを、ナノファイバーのバイオポリマーに複合体化したカチオンでイオン交換して、銀−バイオポリマー複合体を生成させる。典型的な実施態様において、銀（Ｉ）イオンを、カチオン−アルギン酸塩ナノファイバー中のカチオンでイオン交換して、カチオン−アルギン酸塩複合体を生成させ、ここに、該カチオンは、任意に、ナトリウム（Ｉ）イオンである。いくつかの実施態様において、銀（Ｉ）イオンを、カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバー中のカルシウム（ＩＩ）イオンでイオン交換して、銀−アルギン酸塩複合体を生成する。いくつかの例において、銀（Ｉ）イオンを、カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーで複合体化して、銀−アルギン酸塩−カルシウム複合体を生成する。いくつかの実施態様において、銀処理溶液からの銀（Ｉ）イオンを、例えば、不溶性銀塩（例えば、塩化銀）の生成によって、ナノファイバー内で粒子として沈殿させる。典型的な実施態様において、ナノファイバーを、カルシウム溶液および銀処理溶液で順次処理する。いくつかの実施態様において、カルシウム溶液、銀溶液またはカルシウムおよび銀の溶液の双方での化学処理の前に、ナノファイバー中の１種以上の非バイオポリマー成分（例えば、担体、界面活性剤）を除去するのに適した溶液（例えば、有機溶媒）で洗浄する。銀（Ｉ）イオンを取り込んだナノファイバーは、少なくともいくつかの例では、抗細菌性ナノファイバーである。
【００３２】
いくつかの実施態様において、銀処理溶液は、限定されるものではないが、硝酸銀、塩化銀、硫酸銀、乳酸銀、臭化銀、酢酸銀、有機溶媒に混和性または可溶性の任意の銀塩、およびそれらの任意の組み合わせを含めた銀塩を含む。
【００３３】
いくつかの実施態様において、銀処理溶液は、約０．１％〜約５％、約０．１％〜約４％、約０．１％〜約３％、約０．１％〜約２％、約０．２％〜約５％、約０．２％〜約４％、約０．２％〜約３％、約０．２％〜約２％、約０．３％〜約２％、約０．４％〜約２％、または約０．５％〜約１％の銀（Ｉ）イオンを含む。典型的な実施態様において、銀処理溶液中の銀（Ｉ）イオンのパーセントは、約０．５％、約１％、約１．５％、約２％、約２．５％、約３％、約３．５％、約４％、約４．５％、または約５％である。銀処理溶液は、好ましくは、ナノファイバーの構造的完全性を維持する、すなわち、ナノファイバーを合理的な時間の間、例えば、２４時間以内は溶解させない溶液に溶解させた銀（Ｉ）イオンの溶液であることが好ましい。１つの例において、銀処理溶液は、エタノールなどの有機溶媒を含む溶液に溶解させた銀（Ｉ）イオンを含む。ナノファイバーを、銀処理溶液で、少なくとも約１分、少なくとも約２分、少なくとも約３分、少なくとも約４分、少なくとも約５分、少なくとも約６分、少なくとも約７分、少なくとも約８分、少なくとも約９分、少なくとも約１０分、少なくとも約１２分、少なくとも約１５分、または少なくとも約２０分の間処理してよい。いくつかの例において、ナノファイバーを、銀処理溶液で、約３０分未満、約２５分未満、約２０分未満、約１５分未満、または約１０分未満の間処理する。１つの例において、ナノファイバーを、銀処理溶液で、５分、６分、７分、８分、９分、１０分、１１分、１２分、１３分、１４分、または１５分の間処理する。
【００３４】
抗細菌性ナノファイバーの特性
【００３５】
本明細書中、種々の態様において、創傷被覆材で用いるのに適した抗細菌性ナノファイバーを提供し、ここに、抗細菌性ナノファイバーを、バイオポリマーナノファイバーを化学処理することによって作製する。種々の例において、抗細菌性ナノファイバーを、バイオポリマーならびに任意に、担体および／または界面活性剤を含む紡糸しただけのナノファイバーから作製する。典型的な実施態様において、紡糸しただけのナノファイバーは、アルギン酸塩、ならびに任意に、ＰＥＯおよび／またはＴｒｉｔｏｎＴＭ  Ｘ−１００を含む。いくつかの実施態様において、紡糸しただけのナノファイバーを、抗菌性イオンで、例えば、銀処理溶液で処理して、抗細菌性ナノファイバーを生成する。いくつかの実施態様において、紡糸しただけのナノファイバーを、ナノファイバーを水溶液中で不溶性とするように構成された溶液で処理する。いくつかの実施態様において、抗菌性イオンでの処理の前に、紡糸しただけのナノファイバーをカルシウム処理溶液で処理する。抗細菌性ナノファイバーの化学的組成、ならびに創傷被覆材中で機能させるためのその特性（例えば、吸収性、抗菌剤含有量、構造的安定性）は、全体的にまたは部分的に、１以上の処理の前後におけるナノファイバー成分の同一性および濃度、ならびにナノファイバー処理溶液（例えば、カルシウム処理溶液、銀処理溶液）中の反応性試薬の同一性および濃度に依存する。
【００３６】
化学処理されたナノファイバーとは、本明細書中で用いる場合、ナノファイバーを不溶性とするための溶液（例えば、カルシウム溶液）、抗菌性溶液（例えば、銀溶液）、またはそれらの組み合わせで処理されたナノファイバーをいう。
【００３７】
銀で処理された抗細菌性ナノファイバーの化学組成は、少なくとも部分的には、銀処理溶液中の銀（Ｉ）イオンのパーセントに依存する。いくつかの実施態様において、銀（Ｉ）イオンは、元素炭素に帰されない抗細菌性ナノファイバーの重量の、約５％〜約７５％、約１０％〜約７５％、約１５％〜約７５％、約２０％〜約７５％、約２５％〜約７５％、約３０％〜約７５％、約３５％〜約７５％、約４０％〜約７５％、約４５％〜約７５％、約５０％〜約７５％、約５０％〜約７０％、または約５０％〜約６５％を構成する。いくつかの例において、処理された抗細菌性ナノファイバー中の銀（Ｉ）のパーセントは、元素炭素に帰されない抗細菌性ナノファイバーの重量の、約６５％未満、約６０％未満、約５５％未満、約５０％未満、約４５％未満、約４０％未満、約３５％未満、約３０％未満、約２５％未満、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、約５％未満、または約１％未満である。他のまたは追加の例において、処理された抗細菌性ナノファイバー中の銀（Ｉ）のパーセントは、元素炭素に帰されない抗細菌性ナノファイバーの重量の、約０．１％よりも大きく、約０．５％よりも大きく、約１％よりも大きく、約２％よりも大きく、約３％よりも大きく、約４％よりも大きく、約５％よりも大きく、約６％よりも大きく、約７％よりも大きく、約８％よりも大きく、約９％よりも大きく、約１０％よりも大きく、約１５％よりも大きく、約２０％よりも大きく、約２５％よりも大きく、または約５０％よりも大きい。
【００３８】
種々の実施態様において、抗細菌性ナノファイバー中の銀（Ｉ）イオンを、アニオン性塩（例えば、塩化物）、またはそれらの組み合わせで沈殿させたバイオポリマー（例えば、アルギン酸塩）で複合体化させる。いくつかの実施態様において、抗細菌性ナノファイバー中の銀（Ｉ）イオンは、塩を含む水性環境、例えば、創傷におけるイオン交換により放出される。いくつかの例において、水性環境に交換された銀（Ｉ）イオンは、ナノファイバー中のバイオポリマー（例えば、アルギン酸塩）で複合体化された銀（Ｉ）イオンである。
【００３９】
カルシウムで処理された抗細菌性ナノファイバーの化学組成は、少なくとも部分的には、カルシウム処理溶液中のカルシウム（ＩＩ）イオンのパーセントに依存する。いくつかの実施態様において、処理された抗細菌性ナノファイバー中のカルシウム（ＩＩ）のパーセントは、元素炭素に帰されない抗細菌性ナノファイバーの重量の、約１％〜約５０％、約２％〜約２０％、好ましくは約２０％未満、より好ましくは約１５％未満である。
【００４０】
いくつかの実施態様において、抗細菌性ナノファイバー中のカルシウムは、創傷との接触に際し、創傷中のナトリウムイオンでイオン交換されて、創傷治癒を促進するための止血剤として働く。いくつかの例において、カルシウム−アルギン酸塩を含むナノファイバーは、創傷中のナトリウムとのイオン交換に参加して、ナトリウムアルギン酸塩ゲルを生成させる。このナトリウムアルギン酸塩ゲルは、創傷のための湿潤治癒ミクロ環境を維持するのに有用である。
【００４１】
いくつかの実施態様において、処理された抗細菌性ナノファイバー中の酸素のパーセントは、元素炭素に帰されない抗細菌性ナノファイバーの重量の、約５％〜約５０％、好ましくは約１０％〜約２５％、またはより好ましくは約１５％〜約２５％である。
【００４２】
いくつかの実施態様において、抗細菌性ナノファイバーは塩化カルシウムの溶液で処理されたものである。これらの例において、処理されたナノファイバー中の塩化物の濃度は、約１％〜約２５％、または１％未満である。いくつかの実施態様において、処理された抗細菌性ナノファイバー中の塩化物の濃度は、約１％〜約２０％、約３％〜約２０％、約５％〜約２０％、約１％〜約１０％、約２％〜約１０％、約３％〜約１０％、または約５％〜約１０％である。いくつかの実施態様において、処理された抗細菌性ナノファイバー中の塩化物の濃度は、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、約９％未満、約８％未満、約７％未満、約６％未満、または約５％未満である。典型的な実施態様において、処理された抗細菌性ナノファイバー中の塩化物の濃度は、元素炭素に帰されない抗細菌性ナノファイバーの重量の１％および１０％の間である。
【００４３】
いくつかの実施態様において、抗細菌性ナノファイバーを、化学処理されたナトリウム−アルギン酸塩ナノファイバーから誘導する。いくつかの実施態様において、処理されたナノファイバー中のナトリウムの濃度は、元素炭素に帰されない抗細菌性ナノファイバーの重量の約１％〜約２０％、または１％未満である。いくつかの実施態様において、処理されたナノファイバー中のナトリウムの濃度は、元素炭素に帰されない抗細菌性ナノファイバーの重量の、約１％〜約１５％、約１％〜約１０％、約１％〜約９％、約１％〜約８％、約１％〜約７％、約１％〜約６％、約１％〜約５％、約２％〜約１０％、または約２％〜約５％である。いくつかの実施態様において、処理されたナノファイバー中のナトリウムの濃度は、約１０％未満、約９％未満、約８％未満、約７％未満、約６％未満、または約５％未満である。典型的な実施態様において、処理されたナノファイバー中のナトリウムの濃度は、元素炭素に帰されない抗細菌性ナノファイバーの重量の１％および５％の間である。
【００４４】
いくつかの実施態様において、抗細菌性ナノファイバーを、バイオポリマーおよび担体ポリマーを含む溶液をエレクトロスピニングすることによって作製された紡糸されただけのナノファイバーから誘導する。いくつかの実施態様において、担体ポリマーはＰＥＯである。多くの例において、抗細菌性ナノファイバーは検出可能な微量の担体ポリマーを含まない。例えば、担体ポリマーは、赤外線分光法などの分光測定技術によってナノファイバー中で検出されない。いくつかの実施態様において、担体ポリマーの少なくとも９０％、少なくとも９５％、または少なくとも９９％は抗細菌性ナノファイバーに存在しない。
【００４５】
種々の実施態様において、ナノファイバーの形態は、化学処理後に変化する。例えば、平均繊維直径は、化学処理のタイプに応じて減少し、または増加する。いくつかの例において、カルシウムおよび銀の溶液での順次の処理の結果、それらが由来するナノファイバーよりも小さな平均繊維直径を有する抗細菌性ナノファイバーがもたらされる。いくつかの実施態様において、化学処理の結果、１％および５０％の間の減少した平均繊維直径を有するナノファイバーがもたらされる。いくつかの実施態様において、平均繊維直径の減少は、約１％および約２０％の間、約１％および約１０％の間、約１％および約９％の間、約１％および約８％の間、約２％および約１０％の間、約２％および約９％の間、約２％および約８％の間、または約３％および約８％の間である。いくつかの実施態様において、平均繊維直径の減少は、約１０％未満、約９％未満、約８％未満、約７％未満、約６％未満、約５％未満、約４％未満、約３％未満、約２％未満、または約１％未満である。いくつかの実施態様において、平均繊維直径は、化学処理後に実質的に減少しない。いくつかの実施態様において、平均繊維直径は、化学処理後に増加する。いくつかの実施態様において、化学処理された抗細菌性ナノファイバーの平均繊維直径は、約３０ｎｍ〜約５００ｎｍ、約６０ｎｍ〜約４４０ｎｍ、約８０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約１６０ｎｍ、約１１０ｎｍ〜約１５０ｎｍ、約１２０ｎｍ〜約１５０ｎｍ、約１２５ｎｍ〜約１４５ｎｍ、または約１２５ｎｍ〜約１４０ｎｍである。いくつかの実施態様において、抗細菌性ナノファイバーをナトリウム−アルギン酸塩ナノファイバーから誘導し、ここに、該ナトリウム−アルギン酸塩ナノファイバーを、任意に、ナトリウムアルギン酸塩およびＰＥＯを含む溶液をエレクトロスピニングすることによって製造した。
【００４６】
いくつかの例において、抗細菌剤でのナノファイバーの処理の結果、処理前のナノファイバーよりも広い繊維直径分布を有する抗細菌性ナノファイバーがもたらされる。いくつかの実施態様において、ナノファイバーを、カルシウムおよび銀の溶液で順次処理した。いくつかの実施態様において、抗細菌性ナノファイバーの少なくとも約７５％は、約８０ｎｍおよび約２００ｎｍの間、または約８０ｎｍおよび約１６０ｎｍの間の繊維直径を有する。いくつかの実施態様において、抗細菌性ナノファイバーの少なくとも約５０％は、約８０ｎｍおよび１６０ｎｍの間、または約１００ｎｍおよび約１４０ｎｍの間の繊維直径を有する。
【００４７】
いくつかの例において、抗細菌剤でのナノファイバーの処理の結果、ナノファイバー構造中の１以上のナノファイバーの破壊がもたらされる。いくつかの実施態様において、ナノファイバーをカルシウムおよび銀の溶液で順次処理した。いくつかの実施態様において、ナノファイバーの破壊は、少なくとも部分的には、カルシウム処理溶液中のカルシウム（ＩＩ）イオンの濃度に関連する。例えば、ＣａＣｌ２の５％溶液で処理されたナノファイバー構造は、ＣａＣｌ２の１〜４％溶液、例えば、ＣａＣｌ２の１％溶液で処理されたナノファイバー構造よりもより多く破壊されたナノファイバーを有する。
【００４８】
いくつかの例において、ナノファイバー構造中のナノファイバーの抗細菌剤での処理の結果、複数の球状粒子を含む抗細菌性ナノファイバー構造がもたらされる。いくつかの実施態様において、ナノファイバーを、カルシウムおよび銀の溶液で順次処理した。いくつかの実施態様において、球状粒子は元素銀および／または銀（Ｉ）イオンを含み、ここに、銀（Ｉ）イオンを、任意に、処理プロセスの間に、例えば、塩化物またはもう１つのアニオン性塩で沈殿させる。いくつかの実施態様において、球状粒子は、約１００ｎｍ〜約３５０ｎｍ、または約１５０ｎｍ〜約３００ｎｍの直径を有する。もう１つの実施態様において、球状粒子の平均直径は約１８０ｎｍ〜約２５０ｎｍ、約１９０ｎｍ〜約２３０ｎｍ、または約２００ｎｍ〜２２０ｎｍであり、ここに、標準偏差は約１０ｎｍ〜約５０ｎｍである。
【００４９】
いくつかの例において、抗細菌剤によるナノファイバーの処理の結果、それらが由来するナノファイバーと比較して、水性環境における溶解性に対して増大した抵抗性を有する抗細菌性ナノファイバーがもたらされる。いくつかの実施態様において、ナノファイバーを、カルシウムおよび銀の溶液で順次処理した。例えば、ＢＳ  ＥＮ  １３７２６−１：２００２セクション３．７の水中でのヒドロゲル被覆材の分散および溶解性に従って溶解性テストを行った後でも抗細菌性ナノファイバーは損なわれない。いくつかの実施態様において、水または模擬テスト溶液（ＳＴＳ）に浸した抗細菌性ナノファイバーは、室温（例えば、約２０℃および２５℃の間）にて少なくとも１２０分間、不溶のままである。いくつかの実施態様において、水に浸した抗細菌性ナノファイバーは、少なくとも２時間、少なくとも３時間、少なくとも４時間、少なくとも５時間、少なくとも６時間、少なくとも７時間、少なくとも８時間、少なくとも９時間、少なくとも１０時間、少なくとも１１時間、少なくとも１２時間、少なくとも２４時間、または少なくとも４８時間の間、不溶のままである。浸された抗細菌性ナノファイバーの不溶性を、肉眼での検査によって評価してもよい。典型的なＳＴＳは、創傷滲出液を模倣するための血清および１種以上の塩を含む水溶液である。１つの例において、ＳＴＳは、０．４Ｍ塩化ナトリウム、０．０２Ｍ塩化カルシウムおよび１０％新生子ウシ血清を含む。
【００５０】
ナノファイバー組成物
【００５１】
種々の態様において、本明細書中において、創傷被覆材で用いるのに適した抗細菌性ナノファイバーを提供し、ここに、該抗細菌性ナノファイバーを、バイオポリマーナノファイバーを化学処理することによって作製する。種々の例において、該抗細菌性ナノファイバーを、バイオポリマーならびに任意に、担体および／または界面活性剤を含む紡糸されただけのナノファイバーから作製する。いくつかの実施態様において、該バイオポリマーはアルギン酸塩を含む。いくつかの実施態様において、該担体はＰＥＯを含む。いくつかの実施態様において、該界面活性剤はＴｒｉｔｏｎＴＭ  Ｘ−１００である。該ナノファイバー、例えば、紡糸されただけのナノファイバーを、抗菌性イオンで、例えば、銀処理溶液で処理して、抗細菌性ナノファイバーを生成する。いくつかの実施態様において、該ナノファイバーを、ナノファイバーを水溶液中で不溶性とするように構成された溶液で処理する。いくつかの実施態様において、抗菌性イオンによる処理前に、紡糸されただけのナノファイバーをカルシウム処理溶液で処理する。
【００５２】
種々の実施態様において、本明細書中にて提供された抗細菌性ナノファイバーを創傷被覆材の１種以上のエレメントと結合させ、および／または、さらに、創傷被覆材で有用な１種以上の剤で処理する。いくつかの実施態様において、創傷被覆材で有用な剤は、シクロデキストリンなどの悪臭吸収剤である。
【００５３】
いくつかの実施態様において、ナノファイバーを裏地と結合させて、複合被覆構造体またはナノファイバー被覆構造体を形成する。いくつかの実施態様において、該ナノファイバーは抗細菌性ナノファイバーである。いくつかの実施態様において、該ナノファイバーを裏地と結合させ、次いで、化学処理して、ナノファイバー被覆構造体内に抗細菌性ナノファイバーを生成する。該複合被覆構造体は、創傷被覆材として、または創傷被覆材の成分として用いるのに適している。適切な裏地は、創傷被覆材を構築するのに有用な機械的に安定な材料である。適切な裏地としては、限定されるものではないが、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を含む不織裏地が挙げられる。いくつかの実施態様において、ナノファイバーを裏地にエレクトロスピンする。いくつかの実施態様において、ナノファイバーまたはナノファイバー構造を裏地に付着させる。いくつかの実施態様において、ナノファイバーを、裏地およびもう１つの創傷被覆材成分もしくは層の間に配置する。種々の場合において、該ナノファイバーは、アルギン酸塩ナノファイバー、例えば、紡糸されただけのアルギン酸塩ナノファイバーである。いくつかの実施態様において、該裏地は創傷滲出液を吸収するのに有用であり、細菌の侵入および異物の混入からの障壁を提供し、創傷における酸素バランスを可能とし、細胞の成長を助け、またはそれらの任意の組み合わせを提供する。
【００５４】
種々の実施態様において、ナノファイバー状被覆構造体を化学処理して、不溶性ナノファイバーを生成する（例えば、カルシウム処理）。いくつかの実施態様において、ナノファイバー被覆構造体を化学処理して、抗細菌性ナノファイバーを生成する（例えば、銀処理）。いくつかの実施態様において、ナノファイバー状被覆構造体をカルシウムおよび銀の順次の溶液で化学処理する。いくつかの実施態様において、ナノファイバーをカルシウムおよび銀の順次の溶液で化学処理し、次いで、堆積させ、付着させ、またそうでなければ裏地と結合させて、抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を生成する。いくつかの例において、該ナノファイバー被覆構造体は、ナノファイバーおよび裏地を含む。いくつかの例において、該ナノファイバーはアルギン酸塩ナノファイバー、例えば、紡糸されただけのアルギン酸塩ナノファイバーである。
【００５５】
種々の実施態様において、抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を、ａ）バイオポリマー溶液を裏地に堆積させて、ナノファイバー構造を生成し、ｂ）該ナノファイバー構造をカルシウム溶液と接触させて、カルシウム−バイオポリマーナノファイバーを生成し、次いで、ｃ）該カルシウム−バイオポリマーナノファイバーを銀溶液と接触させて、銀−バイオポリマーナノファイバーを含む抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を生成することによって作製する。いくつかの例において、エレクトロスピニングによって、該バイオポリマー溶液を裏地に堆積させる。いくつかの例において、該バイオポリマー溶液をエレクトロスピニングさせて、紡糸しただけのナノファイバーを形成する。いくつかの例において、該バイオポリマー溶液は、バイオポリマーならびに任意に、担体および／または界面活性剤を含む。いくつかの例において、該バイオポリマーはアルギン酸塩を含む。いくつかの場合において、担体はＰＥＯである。いくつかの場合において、界面活性剤はＴｒｉｔｏｎＴＭ  Ｘ−１００である。いくつかの実施態様において、カルシウム溶液との接触前に、該ナノファイバー構造を有機溶媒で洗浄する。いくつかの実施態様において、該カルシウム溶液は、有機溶媒、例えば、エタノールに溶解させたカルシウム（ＩＩ）イオンを含む。いくつかの実施態様において、該銀溶液は、有機溶媒、例えば、エタノールに溶解させた銀（Ｉ）イオンを含む。種々の実施において、該方法は、さらに、該抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を有機溶媒と接触させて、沈殿した未反応塩を除去することを含む。いくつかの実施において、該方法は、さらに、該抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を乾燥させることを含む。いくつかの実施態様において、該裏地はＣＭＣを含む。種々の実施において、該抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を、１種以上の追加の創傷被覆材成分および／または創傷被覆材添加剤と結合させて、創傷被覆材を生成する。
【００５６】
いくつかの実施態様において、抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を、ａ）ナノファイバーを裏地と結合させて、ナノファイバー構造を生成し、ｂ）該ナノファイバー構造をカルシウム溶液と接触させて、カルシウム−複合体化ナノファイバーを生成し、次いで、ｃ）該カルシウム−複合体化ナノファイバーを銀溶液と接触させて、銀−複合体化ナノファイバーを含む抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を生成することによって作製する。いくつかの実施態様において、該ナノファイバーは紡糸されただけのナノファイバーである。いくつかの実施態様において、該ナノファイバーは、バイオポリマーならびに任意に、担体および／または界面活性剤を含む。いくつかの実施態様において、該ナノファイバーは、バイオポリマーならびに任意に、担体および／または界面活性剤を含む溶液から紡糸されただけである。いくつかの例において、該バイオポリマーはアルギン酸塩を含む。いくつかの場合において、担体はＰＥＯである。いくつかの場合において、該界面活性剤はＴｒｉｔｏｎＴＭ  Ｘ−１００である。いくつかの実施態様において、該ナノファイバー構造を、カルシウム溶液と接触させる前に、有機溶媒で洗浄する。いくつかの実施態様において、該カルシウム溶液は、有機溶媒、例えば、エタノールに溶解したカルシウム（ＩＩ）イオンを含む。いくつかの実施態様において、該銀溶液は、有機溶媒、例えば、エタノールに溶解した銀（Ｉ）イオンを含む。種々の実施において、該方法は、さらに、該抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を有機溶媒と接触させて、沈殿した未反応塩を除去することを含む。いくつかの実施において、該方法は、さらに、該抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を乾燥することを含む。いくつかの実施態様において、該裏地はＣＭＣを含む。種々の実施において、該抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を１種以上の追加の創傷被覆材成分および／または創傷被覆材添加剤と結合させて、創傷被覆材を生成する。
【００５７】
いくつかの実施態様において、抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を、ａ）ナノファイバーを抗細菌剤で化学処理して、抗細菌性ナノファイバーを生成し、次いで、ｂ）該抗細菌性ナノファイバーを裏地と結合させることによって作製する。いくつかの場合において、該ナノファイバーは、ｉ）該ナノファイバーを不溶性とする溶液の適用、およびｉｉ）抗細菌剤を含む溶液の適用によって化学処理する。いくつかの実施態様において、該抗細菌剤は銀である。いくつかの実施態様において、該裏地はＣＭＣを含む。種々の実施において、該抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を１種以上の追加の創傷被覆材成分および／または創傷被覆材添加剤と結合させて、創傷被覆材を生成する。
【００５８】
いくつかの実施態様において、本明細書中に記載されたナノファイバー構造をカルシウム溶液で処理する。いくつかの実施態様において、ナノファイバー構造は、ＣＭＣを含む裏地を含む。いくつかの例において、ＣＭＣを含むナノファイバー構造はカルシウム溶液で処理されたものであり、その結果、カルシウム−ＣＭＣ複合体が得られる。いくつかの実施態様において、ナノファイバー構造はアルギン酸塩ナノファイバーを含み、ここに、カルシウム溶液による（裏地と組み合わせる前後における）該ナノファイバーの処理の結果、カルシウム−アルギン酸塩複合体が得られる。いくつかの例において、カルシウム−ＣＭＣ複合体および／またはカルシウム−アルギン酸塩複合体はイオン−交換を介して生じる。これらのイオン交換反応は、イオン交換の一定の流れでの、平衡反応であってよい。
【００５９】
いくつかの実施態様において、本明細書中に記載したナノファイバー構造を銀溶液で処理する。いくつかの実施態様において、ナノファイバー構造は、ＣＭＣを含む裏地を含む。いくつかの例において、ＣＭＣを含むナノファイバー構造は、銀溶液で処理されたものであり、その結果、銀−ＣＭＣ複合体がもたらされる。いくつかの実施態様において、ナノファイバー構造はアルギン酸塩ナノファイバーを含み、ここに、銀溶液による（裏地と結合させる前または後における）該ナノファイバーの処理の結果、銀−アルギン酸塩複合体がもたらされる。いくつかの例において、銀−ＣＭＣ複合体および／または銀−アルギン酸塩複合体は、イオン交換を介して生じる。これらのイオン交換反応は、イオン交換の一定の流れでの、平衡反応であってよい。
【００６０】
種々の実施態様において、（ナノファイバーマット、ナノファイバー構造中のナノファイバー、創傷被覆材または創傷被覆材成分中のナノファイバーを含めた）ナノファイバーを、悪臭吸収剤と結合させ、または悪臭吸収剤でコーティングして、悪臭吸収特性を有するナノファイバーを生成させる。いくつかの場合において、該ナノファイバーは抗細菌性ナノファイバーである。いくつかの場合において、該ナノファイバーを悪臭吸収剤と結合させ、または悪臭吸収剤でコーティングし、次いで、処理して、悪臭吸収特性を有する抗細菌性ナノファイバーを生成する。悪臭のあるナノファイバーは、ナノファイバー創傷被覆材中の成分として有用である。典型的な悪臭吸収剤は、シクロデキストリンを含む。いくつかの実施態様において、該悪臭吸収剤はナノファイバーにエレクトロスピンされる。いくつかの実施態様において、該悪臭吸収剤は該ナノファイバーにエレクトロスプレーされる。いくつかの実施態様において、該悪臭吸収剤は、例えば、創傷被覆材中の層として、該ナノファイバーに付着させ、または該ナノファイバーの次に設置する。
【００６１】
典型的な悪臭吸収剤は、シクロデキストリンを含む。シクロデキストリンとしてはα−、β−、γ−シクロデキストリンおよびそれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施態様において、該悪臭吸収剤は、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン（ＨＰ−β−ＣＤ）である。
【００６２】
種々の実施態様において、抗臭性および抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を、ａ）バイオポリマー溶液を裏地に堆積させて、ナノファイバー構造を生成し、ｂ）該ナノファイバー構造をカルシウム溶液と接触させて、カルシウム−バイオポリマーナノファイバーを生成し、ｃ）該カルシウム−バイオポリマーナノファイバーを銀溶液と接触させて、銀−バイオポリマーナノファイバーを含む抗細菌性ナノファイバー構造を生成し、次いで、ｄ）悪臭吸収剤を該抗細菌性ナノファイバー構造の表面に堆積させて、抗臭性および抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を生成することによって作製する。いくつかの例において、該バイオポリマー溶液を、エレクトロスピニングによって裏地に堆積させる。いくつかの例において、該バイオポリマー溶液をエレクトロスピンして、紡糸されただけのナノファイバーを形成する。いくつかの例において、該バイオポリマー溶液は、バイオポリマーならびに、任意に、担体および／または界面活性剤を含む。いくつかの例において、該バイオポリマーはアルギン酸塩を含む。いくつかの場合において、該担体はＰＥＯである。いくつかの例において、該界面活性剤はＴｒｉｔｏｎＴＭ  Ｘ−１００である。いくつかの実施態様において、カルシウム溶液と接触させる前に、該ナノファイバー構造を有機溶媒で洗浄する。いくつかの実施態様において、該カルシウム溶液は、有機溶媒、例えば、エタノールに溶解したカルシウム（ＩＩ）イオンを含む。いくつかの実施態様において、該銀溶液は、有機溶媒、例えば、エタノールに溶解した銀（Ｉ）イオンを含む。種々の実施において、該方法は、さらに、該抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を有機溶媒と接触させて、沈殿した未反応塩を除去することを含む。いくつかの実施において、該方法は、さらに、該抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を乾燥させることを含む。いくつかの実施態様において、該裏地はＣＭＣを含む。いくつかの例において、該悪臭吸収剤を、エレクトロスピニングによって該抗細菌性ナノファイバー構造に堆積させる。いくつかの例によって、該悪臭吸収剤を、エレクトロスプレーによって該抗細菌性ナノファイバー構造に堆積させる。いくつかの例において、該悪臭吸収剤は、ＨＰ−β−ＣＤなどのシクロデキストリンである。種々の実施において、該抗臭性および抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を１種以上の追加の創傷被覆材成分および／または創傷被覆材添加剤と結合させて、創傷被覆材を生成する。
【００６３】
いくつかの実施態様において、抗臭性および抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を、ａ）ナノファイバーを裏地と結合させて、ナノファイバー構造を生成し、ｂ）該ナノファイバー構造をカルシウム溶液と接触させて、カルシウム−複合体化ナノファイバーを生成させ、ｃ）該カルシウム−複合体化ナノファイバーを銀溶液と接触させて、銀−複合体化ナノファイバーを含む抗細菌性ナノファイバー構造を生成し、次いで、ｄ）悪臭吸収剤を該抗細菌性ナノファイバー構造の表面に堆積させて、抗臭性および抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を生成することによって作製する。いくつかの実施態様において、該ナノファイバーは紡糸されただけのナノファイバーである。いくつかの実施態様において、該ナノファイバーは、バイオポリマーならびに任意に、担体および／または界面活性剤を含む。いくつかの実施態様において、該ナノファイバーは、バイオポリマーならびに任意に、担体および／または界面活性剤を含む溶液から紡糸されただけである。いくつかの例において、該バイオポリマーはアルギン酸塩を含む。いくつかの例において、該担体はＰＥＯである。いくつかの場合において、該界面活性剤はＴｒｉｔｏｎＴＭ  Ｘ−１００である。いくつかの実施態様において、該ナノファイバー構造を、該カルシウム溶液と接触させる前に有機溶媒で洗浄する。いくつかの実施態様において、該カルシウム溶液は、有機溶媒、例えば、エタノールに溶解したカルシウム（ＩＩ）イオンを含む。いくつかの実施態様において、該銀溶液は、有機溶媒、例えば、エタノールに溶解した銀（Ｉ）イオンを含む。種々の実施において、該方法は、さらに、該抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を有機溶媒と接触させて、沈殿した未反応の塩を除去することを含む。いくつかの実施において、該方法は、さらに、該抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を乾燥させることを含む。いくつかの実施態様において、該裏地はＣＭＣを含む。いくつかの例において、該悪臭吸収剤を、エレクトロスピニングによって該抗細菌性ナノファイバー構造に堆積させる。いくつかの例において、該悪臭吸収剤を、エレクトロスプレーすることによって該抗細菌性ナノファイバー構造に堆積させる。いくつかの例において、該悪臭吸収剤は、ＨＰ−β−ＣＤなどのシクロデキストリンである。種々の実施において、該抗臭性および抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を１種以上の追加の創傷被覆材成分および／または被覆材添加剤と結合させて、創傷被覆材を生成する。
【００６４】
いくつかの実施態様において、抗臭性および抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を、ａ）ナノファイバーを抗細菌剤で化学処理して、抗細菌性ナノファイバーを生成し、ｂ）該抗細菌性ナノファイバーを裏地と結合させて、抗細菌性ナノファイバー構造を生成し、次いで、ｃ）悪臭吸収剤を該抗細菌性ナノファイバー構造の表面に堆積させて、抗臭性および抗細菌性のナノファイバー被覆構造体を生成することによって作製する。いくつかの場合において、該ナノファイバーは、ｉ）該ナノファイバーを不溶性とする溶液の適用、およびｉｉ）抗細菌剤を含む溶液の適用によって化学処理する。いくつかの実施態様において、該抗細菌剤は銀である。いくつかの実施態様において、該裏地はＣＭＣを含む。いくつかの例において、該悪臭吸収剤を、エレクトロスピニングによって該抗細菌性ナノファイバー構造上に堆積させる。いくつかの例において、該悪臭吸収剤を、エレクトロスプレーをすることによって該抗細菌性ナノファイバー構造に堆積させる。いくつかの例において、該悪臭吸収剤は、ＨＰ−β−ＣＤなどのシクロデキストリンである。種々の実施において、該抗臭性および抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を１種以上の追加の創傷被覆材成分および／または創傷被覆材添加剤と結合させて、創傷被覆材を生成する。
【００６５】
いくつかの実施態様において、抗臭性および抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を、ａ）ナノファイバーを抗細菌剤で化学処理して、抗細菌性ナノファイバーを生成し、ｂ）悪臭吸収剤を該抗細菌性ナノファイバーの表面に堆積させて、抗臭性および抗細菌性のナノファイバーを生成し、次いで、ｃ）該抗臭性および抗細菌ナノファイバーを裏地と結合させて、抗臭性および抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を生成することによって作製する。いくつかの場合において、該ナノファイバーを、ｉ）該ナノファイバーを不溶性とする溶液の適用、およびｉｉ）抗細菌剤を含む溶液の適用によって化学処理する。いくつかの実施態様において、該抗細菌剤は銀である。いくつかの実施態様において、該裏地はＣＭＣを含む。いくつかの例において、該悪臭吸収剤を、エレクトロスピニングによって該抗細菌性ナノファイバーに堆積させる。いくつかの例において、該悪臭吸収剤を、エレクトロスプレーすることによって該抗細菌性ナノファイバーに堆積させる。いくつかの例において、該悪臭吸収剤は、ＨＰ−β−ＣＤなどのシクロデキストリンである。種々の実施において、該抗臭性および抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を１種以上の追加の創傷被覆材成分および／または創傷被覆材添加剤と結合させて、創傷被覆材を生成する。
【００６６】
いくつかの実施態様において、ナノファイバーを、悪臭吸収剤を含む溶液でエレクトロスプレーする。これらのナノファイバーとしては、限定されるものではないが、ナノファイバーマット、ナノファイバー構造中のナノファイバー、および創傷被覆材または創傷被覆材成分中のナノファイバーが挙げられる。ナノファイバー構造としては、限定されるものではないが、ナノファイバーおよび裏地を含むナノファイバー構造（例えば、ＣＭＣを含む裏地）が挙げられる。これらのナノファイバーとしては、本明細書中に記載された抗細菌性ナノファイバー（例えば、銀処理ナノファイバー）も挙げられる。いくつかの実施態様において、該ナノファイバーはアルギン酸塩を含む。いくつかの実施態様において、該悪臭吸収剤はＨＰ−β−ＣＤである。悪臭吸収剤（例えば、ＨＰ−β−ＣＤ）を含む該溶液は、約１重量％および約９０重量％の間、約５重量％および約８０重量％の間、約１０重量％および約８０重量％の間、約２０重量％および約８０重量％の間、約２０重量％および約７０重量％の間、約３０重量％および約８０重量％の間、約３０重量％および約７０重量％の間、約２０重量％および約６０重量％の間、約２０重量％および約５０重量％の間、約３０重量％および約６０重量％の間、約３０重量％および約５０重量％の間、または約３５重量％〜約４５重量％の間の悪臭吸収剤を含んでよい。１つの例において、悪臭吸収剤（例えば、ＨＰ−β−ＣＤ）を含む該溶液は、４０重量％の悪臭吸収剤を含む。悪臭吸収剤（例えば、ＨＰ−β−ＣＤ）を含む溶液をナノファイバーにエレクトロスプレーするための溶液供給速度としては、少なくともいくつかの実施態様において、約０．１ｍｌ／時間〜約５ｍｌ／時間の間、約０．２ｍｌ／時間〜約５ｍｌ／時間の間、約０．３ｍｌ／時間〜約５ｍｌ／時間の間、約０．２ｍｌ／時間〜約４ｍｌ／時間の間、約０．３ｍｌ／時間〜約４ｍｌ／時間の間、約０．３ｍｌ／時間〜約３ｍｌ／時間の間、約０．３ｍｌ／時間〜約２ｍｌ／時間の間、約０．４ｍｌ／時間〜約５ｍｌ／時間の間、約０．４ｍｌ／時間〜約４ｍｌ／時間の間、約０．４ｍｌ／時間〜約３ｍｌ／時間の間、約０．４ｍｌ／時間〜約２ｍｌ／時間の間、約０．５ｍｌ／時間〜約５ｍｌ／時間の間、約０．５ｍｌ／時間〜約４ｍｌ／時間の間、約０．５ｍｌ／時間〜約３ｍｌ／時間の間、約０．５ｍｌ／時間〜約２ｍｌ／時間の間、約０．８ｍｌ／時間〜約１．５ｍｌ／時間の間、または約０．８ｍｌ／時間〜約１．２ｍｌ／時間の間の供給速度が挙げられる。１つの例において、該供給速度は約１．０ｍｌ／時間である。悪臭吸収剤（例えば、ＨＰ−β−ＣＤ）を含む溶液をナノファイバーにエレクトロスプレーするための作動距離は、少なくともいくつかの実施態様において、約１０ｃｍおよび約３０ｃｍの間、約１０ｃｍおよび約２５ｃｍの間、約１０ｃｍおよび約２０ｃｍの間、約１２ｃｍおよび約２０ｃｍの間、約１０ｃｍおよび約１８ｃｍの間、約１２ｃｍおよび約１８ｃｍの間の距離を含む。１つの例において、エレクトロスプレーデバイスのシリンジから該ナノファイバーまでの作動距離は約１６ｃｍである。いくつかの実施態様において、悪臭吸収剤（例えば、ＨＰ−β−ＣＤ）を含む該溶液を、２ｋＶおよび３０ｋＶの間、４ｋＶおよび２５ｋＶの間、４ｋＶおよび２０ｋＶの間、５ｋＶおよび２５ｋＶの間、５ｋＶおよび２０ｋＶの間、７ｋＶおよび２０ｋＶの間、または７ｋＶおよび１５ｋＶの間の印加電圧でエレクトロスプレーする。１つの例において、悪臭吸収剤（例えば、ＨＰ−β−ＣＤ）を含む溶液は、約１２ｋＶの印加電圧にてエレクトロスプレーされる。いくつかの実施態様において、約５００ｃｍ２未満、約４００ｃｍ２未満、約３００ｃｍ２未満、約２００ｃｍ２未満、約１００ｃｍ２未満、または約５０ｃｍ２未満のサイズを有する抗細菌性ナノファイバー構造上にエレクトロスプレーされた悪臭吸収剤（例えば、ＨＰ−β−ＣＤ）を含む溶液の量は、約０．５ｍｌ〜約３０ｍｌ、約０．５ｍｌ〜約２５ｍｌ、約０．５ｍｌ〜約２０ｍｌ、約０．５ｍｌ〜約１５ｍｌ、約０．５ｍｌ〜約１０ｍｌ、約０．５ｍｌ〜約８ｍｌ、約０．５ｍｌ〜約５ｍｌ、または約１ｍｌ〜約５ｍｌの、悪臭吸収剤を含む溶液である。悪臭吸収剤（例えば、ＨＰ−β−ＣＤ）を含む溶液をナノファイバーにエレクトロスプレーするための時間は、約３０分〜６時間、約１時間〜約４時間であってよい。いくつかの実施態様において、該エレクトロスプレー時間は１時間、２時間、または４時間である。いくつかの実施態様において、該エレクトロスプレーされた悪臭吸収剤（例えば、ＨＰ−β−ＣＤ）は繊維を生成する。いくつかの実施態様において、ナノファイバー上にエレクトロスプレーすることによって堆積された平均悪臭繊維直径は、約３００ｎｍ〜約１，８００ｎｍ、約４００ｎｍ〜約１，６００ｎｍ、約５００ｎｍ〜約１，５００ｎｍ、約５００ｎｍ〜約１，２００ｎｍ、約５００ｎｍ〜約１，０００ｎｍ、約６００ｎｍ〜約１，０００ｎｍ、約６００ｎｍ〜約９００ｎｍ、または約７００ｎｍ〜約９００ｎｍである。１つの例において、エレクトロスプレーされた悪臭吸収剤繊維の平均直径は約８５０ｎｍである。
【００６７】
いくつかの実施態様において、ナノファイバーを、悪臭吸収剤を含むエレクトロスピンされた溶液で堆積する。これらのナノファイバーとしては、限定されるものではないが、ナノファイバーマット、ナノファイバー構造中のナノファイバー、および創傷被覆材または創傷被覆材成分中のナノファイバーが挙げられる。ナノファイバー構造としては、限定されるものではないが、ナノファイバーおよび裏地を含むナノファイバー構造を含む（例えば、ＣＭＣを含む裏地）。これらのナノファイバーとしては、本明細書中に記載された抗細菌性ナノファイバー（例えば、銀処理ナノファイバー）も挙げられる。いくつかの実施態様において、該ナノファイバーはアルギン酸塩を含む。いくつかの実施態様において、該悪臭吸収剤はＨＰ−β−ＣＤである。いくつかの実施態様において、悪臭吸収剤（例えば、ＨＰ−β−ＣＤ）を含む該溶液は、さらに、担体、例えば、ＰＥＯを含む。悪臭吸収剤を含む該溶液は、重量で表して、約１％および約７０％の間、約１％および約６０％の間、約１％および約５０％の間、約１％および約４０％の間、約１％および約３０％の間、約１％および２０％の間、約１％および１５％の間、約２％および約１５％の間、または約４％および約１２％の悪臭吸収剤を含んでよい。いくつかの例において、悪臭吸収剤を含む該溶液は、４０重量％の悪臭吸収剤を含む。いくつかの実施態様において、悪臭吸収剤を含む該溶液は、悪臭吸収剤および担体を含む。いくつかの実施態様において、悪臭吸収剤を含む該溶液は、３０〜９５剤対７０〜５担体、４０〜９０剤対６０〜１０担体、５０〜９０剤対５０〜１０担体の悪臭吸収剤：担体の比を有する。いくつかの実施態様において、該剤：担体の比は、５０：５０、６０：４０、７０：３０、８０：２０または９０：１０である。悪臭吸収剤を含む溶液をナノファイバーにエレクトロスピニングのための溶液供給速度としては、少なくともいくつかの実施において、約０．１ｍｌ／時間〜約５ｍｌ／時間の間、約０．２ｍｌ／時間〜約５ｍｌ／時間の間、約０．３ｍｌ／時間〜約５ｍｌ／時間の間、約０．２ｍｌ／時間〜約４ｍｌ／時間の間、約０．３ｍｌ／時間〜約４ｍｌ／時間の間、約０．３ｍｌ／時間〜約３ｍｌ／時間の間、約０．３ｍｌ／時間〜約２ｍｌ／時間の間、約０．４ｍｌ／時間〜約５ｍｌ／時間の間、約０．４ｍｌ／時間〜約４ｍｌ／時間の間、約０．４ｍｌ／時間〜約３ｍｌ／時間の間、約０．４ｍｌ／時間〜約２ｍｌ／時間の間、約０．５ｍｌ／時間〜約５ｍｌ／時間の間、約０．５ｍｌ／時間〜約４ｍｌ／時間の間、約０．５ｍｌ／時間〜約３ｍｌ／時間の間、約０．５ｍｌ／時間〜約２ｍｌ／時間の間、約０．８ｍｌ／時間〜約１．５ｍｌ／時間の間、または約０．８ｍｌ／時間〜約１．２ｍｌ／時間の間の供給速度が挙げられる。１つの例において、該供給速度は約１．０ｍｌ／時間である。悪臭吸収剤を含む溶液をナノファイバー上にエレクトロスピニングのための作動距離としては、少なくともいくつかの実施においては、約１０ｃｍおよび約３０ｃｍの間、約１０ｃｍおよび約２５ｃｍの間、約１０ｃｍおよび約２０ｃｍの間、約１２ｃｍおよび約２０ｃｍの間、約１０ｃｍおよび約１８ｃｍの間、約１２ｃｍおよび約��８ｃｍの間の距離が挙げられる。１つの例において、エレクトロスピニングデバイスのシリンジから該ナノファイバーまでの作動距離は約１２ｃｍである。いくつかの実施態様において、悪臭吸収剤を含む該溶液を、２ｋＶおよび３０ｋＶの間、４ｋＶおよび２５ｋＶの間、４ｋＶおよび２０ｋＶの間、５ｋＶおよび２５ｋＶの間、５ｋＶおよび２０ｋＶの間、７ｋＶおよび２０ｋＶの間、または７ｋＶおよび１５ｋＶの間の印加電圧にてエレクトロスピンする。１つの例において、悪臭吸収剤を含む該溶液を、約１２ｋＶの印加電圧にてエレクトロスピンする。いくつかの実施態様において、約５００ｃｍ２未満、約４００ｃｍ２未満、約３００ｃｍ２未満、約２００ｃｍ２未満、約１００ｃｍ２未満、または約５０ｃｍ２未満のサイズを有するナノファイバー構造上にエレクトロスピンされた悪臭吸収剤を含む溶液の量は、約０．５ｍｌ〜約３０ｍｌ、約０．５ｍｌ〜約２５ｍｌ、約０．５ｍｌ〜約２０ｍｌ、約０．５ｍｌ〜約１５ｍｌ、約０．５ｍｌ〜約１０ｍｌ、約０．５ｍｌ〜約８ｍｌ、約０．５ｍｌ〜約５ｍｌ、または約１ｍｌ〜約５ｍｌの、悪臭吸収剤を含む溶液である。いくつかの実施態様において、悪臭吸収剤（ＨＰ−β−ＣＤ）を含む該エレクトロスピンされた溶液は繊維を生成する。いくつかの実施態様において、ナノファイバー上にエレクトロスピンすることによって堆積された平均悪臭吸収剤繊維直径は、約５０ｎｍ〜約１，８００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約１，５００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約１，０００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約８００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約７００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約６００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約５００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約４００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約３００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約３００ｎｍ、または約１５０ｎｍ〜約３００ｎｍである。１つの例において、該エレクトロスピニングされた平均悪臭吸収剤繊維直径は、約２００ｎｍ、約２１０ｎｍ、約２２０ｎｍ、約２３０ｎｍ、約２４０ｎｍ、約２５０ｎｍ、約２６０ｎｍ、約２７０ｎｍ、約２８０ｎｍ、約２９０ｎｍまたは約３００ｎｍである。
【００６８】
本開示を通じて、種々の実施態様は範囲様式で示す。範囲様式での記載を、単に便宜および簡潔のためと理解するべきであって、任意の実施態様の範囲に対する融通のきかない限定と解釈されるべきではない。従って、範囲の記載を、文脈が他のことを指示しているのでなければ、具体的に開示された全ての可能な部分範囲ならびにその範囲ないし下限の単位の１／１０内の個々の数値を有すると考えるべきである。
【００６９】
本明細書中で用いる用語は、特別な実施態様のみを記載する目的であって、任意の実施態様を限定する意図ではない。本明細書中で用いる場合、単数形「ａ」「ａｎ」（ある）、および「ｔｈｅ」（該）は、文脈が明瞭に他のことを指示しているのでなければ、複数形も同様に含めることを意図する。用語「含む」および／または「含んでいる」は、本明細書中で用いる場合、述べられた特徴、整数、工程、操作、エレメント、および／または成分の存在を特定するが、１以上の他の特徴、整数、工程、操作、エレメント、成分、および／またはそれらの群の存在または追加を排除するものではないとさらに理解される。本明細書中で用いる場合、用語「および／または」は、１以上の関連するリストされた項目の任意のおよび全ての組み合わせを含む。
【００７０】
以下の実施例は、当業者に対して本明細書中に開示された実施態様の原理およびプラクティスをより明瞭に説明するために記載するものであって、いずれかの特許請求された実施態様の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。特に明記しない限り、全ての部およびパーセントは重量を基準としたものである。
【実施例】
【００７１】
実施例１：アルギン酸塩ナノファイバーに由来する抗細菌性ナノファイバーの作製および特徴付け
【００７２】
抗細菌性ナノファイバーを作製する方法：抗細菌性ナノファイバーマットを、紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーマットの化学的修飾によって作製した。該紡糸されただけのナノファイバーを、７０：３０の比で４重量％のナトリウム−アルギン酸塩およびＰＥＯを含む水溶液をエレクトロスピニングすることによって生成した。得られた紡糸されただけのナノファイバーは、図１、パネルＡ１において電界銃放射走査型電子顕微鏡観察（ＳＥＭ）によって示されるようにビーズフリーであった。紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーを、約２５ｍＬの無水エタノールを含有するペトリ皿に浸した。ＰＥＯをナノファイバーから溶解させつつ、ペトリ皿を１０分間、温和に振盪した。浸した紡糸しただけのナノファイバーを、第二の１０分間の浸漬の間に、無水エタノール中にＣａＣｌ２を含む第二のペトリ皿に移した。この第二の浸漬は、ナトリウムおよびカリウムのイオンの交換を可能として、カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを生成させた。カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを、第三の１０分間の浸漬の間に、無水エタノール中にＡｇＮＯ３を含む第三のペトリ皿に移した。この第三の浸漬はもう１つのイオン交換を供して、銀−アルギン酸塩ナノファイバーを生成させた。銀−アルギン酸塩ナノファイバーを無水エタノール中で洗浄して、沈殿した未反応塩を除去し、引き続いて、室温（２０℃）で乾燥させた。用いたＣａＣｌ２およびＡｇＮＯ３の濃度を表１に示す。
【００７３】
表１：化学処理された紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーの４つの組についての反応条件
【表１】
0006738833.tif 000002
【００７４】
抗細菌性ナノファイバーの特徴付け：抗細菌性ナノファイバーの形態および特徴を、電界銃放射走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）およびエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）（Ｐｈｉｌｉｐｓ  ＸＬ３０  ＦＥＧ−ＳＥＭ）およびフーリエ変換赤外線分光器（ＦＴ−ＩＲ）（ＮＩＣＯＬＥＴ５７００  ＦＴ−ＩＲ、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって調べた。
【００７５】
抗細菌性ナノファイバーマット（０．５ｃｍ×０．５ｃｍ）を、ＳＥＭに特異的な炭素テープによって試料台上に接着させた。接着させたマットを、ｇａｔａｎ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ（モデル６８２）を用いて炭素でコーティングした。ＳＥＭイメージは、倍率２，０００×、１０，０００×、２０，０００×でとらえた。ＳＥＭ操作パラメーターを６ｋＶ加速電圧および３のスポットサイズに設定した。繊維の直径を、３つの異なる焦点にて、倍率１０，０００×および２０，０００×の無作為に選択した５０個の繊維から、ＩｍａｇｅＪ（ＩｍａｇｅＪ２００４）ソフトウェアにおける線画フィーチャーを用いて手動で測定した。ＥＤＸ分析では、走査は、１０ｋＶの加速電圧および３のスポットサイズで倍率２，０００×にて実行した。
【００７６】
化学処理の前後におけるナノファイバーの形態を示すＳＥＭイメージを図１に提供する（パネルＡ１〜Ｅ１）。各ナノファイバーマットについての対応する繊維サイズ分布を図１に示す（パネルＡ２〜Ｅ２）。図１、パネルＡ１は、化学的修飾に先立って紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯのイメージである。図１、パネルＢ１は、１．０％ＣａＣｌ２および０．５％ＡｇＮＯ３での処理の後における銀−アルギン酸塩ナノファイバーマットのイメージである。図１、パネルＣ１は、１．０％ＣａＣｌ２および１．０％ＡｇＮＯ３での処理の後における銀−アルギン酸塩ナノファイバーマットのイメージである。図１、パネルＤ１は、５．０％ＣａＣｌ２および０．５％ＡｇＮＯ３での処理の後における銀−アルギン酸塩ナノファイバーのイメージである。図１、パネルＥ１は、５．０％ＣａＣｌ２および１．０％ＡｇＮＯ３での処理の後における銀−アルギン酸塩ナノファイバーのイメージである。化学処理前のナノファイバーは、化学処理後のナノファイバーよりもサイズがより均一である。Ｔ０．５／１．０／Ａｇ／ＣａおよびＴ１．０／１．０／Ａｇ／Ｃａナノファイバーの構造は処理後に維持され、他方、Ｔ０．０５／５．０／Ａｇ／ＣａおよびＴ１．０／５．０／Ａｇ／Ｃａは破壊されたナノファイバーを有する。
【００７７】
図１（パネルＡ２〜Ｅ２）に示すように、ナノファイバーの平均直径は化学処理後に減少し、繊維サイズ分布は化学処理後に増加した。化学処理前の、紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーマットの平均ナノファイバー直径は、１４１ｎｍであり、標準偏差は２９ｎｍである。処理されたＴ０．５／１．０Ａｇ／Ｃａナノファイバーマットの平均ナノファイバー直径は、１３１ｎｍであり、標準偏差は５６ｎｍである。処理されたＴ１．０／１．０Ａｇ／Ｃａナノファイバーマットの平均ナノファイバー直径は、１３０ｎｍであり、標準偏差は６８ｎｍである。処理されたＴ０．５／５．０Ａｇ／Ｃａナノファイバーマットの平均ナノファイバー直径は、１３６ｎｍであり、標準偏差は７１ｎｍである。処理されたＴ１．０／５．０Ａｇ／Ｃａナノファイバーマットの平均ナノファイバー直径は、１３４ｎｍであり、標準偏差は７６ｎｍである。
【００７８】
本実施例において構築された処理および未処理のナノファイバーのＳＥＭイメージは、処理後のマット全体にわたる粒子の出現を明らかにする。図１（パネルＡ１〜Ｅ１）参照。これらのイメージに示すように、銀処理溶液中の銀の濃度が０．５％から１．０％まで増加するにつれて、粒子サイズは増加した。同様に、カルシウム処理溶液中のカルシウムの濃度が１％から５％まで増加するにつれて、粒子サイズは増加した。ナノファイバー粒子サイズを、化学処理された試料の倍率１０，０００×および２０，０００×イメージ中の無作為に選択された５０個の粒子から、ＩｍａｇｅＪ（ＩｍａｇｅＪ  ２００４）における線画フィーチャーを用いて手動で測定した。図２は、４個の化学処理されたナノファイバーマットにおける粒子サイズ分布を示すグラフである。測定された銀粒子の平均直径は、２１０ｎｍであり、標準偏差は３２ｎｍである。
【００７９】
ＥＤＸ分析を行って、化学処理されたナノファイバーマットの４つの組における非炭素元素の組成を決定し、その結果を表２に示す。ナノファイバー中の銀のパーセントは、カルシウム処理溶液中のカルシウム（ＩＩ）イオンのパーセントの増加に比例して減少する。
【００８０】
表２：ＥＤＸによって決定された銀−アルギン酸塩ナノファイバーの４つの組における元素組成
【表２】
0006738833.tif 000003
【００８１】
フーリエ変換赤外線分光法（ＦＴＩＲ）を実行して、ナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーと処理されたアルギン酸塩ナノファイバー（試料Ｔ０．５／１．０Ａｇ／Ｃａ、Ｔ１．０／１．０Ａｇ／Ｃａ、Ｔ０．５／５．０Ａｇ／ＣａおよびＴ１．０／５．０Ａｇ／Ｃａ）との間のスペクトルピークの変動を観察した。
【００８２】
化学処理の前後における、紡糸されただけのナノファイバーマットについて得られた４，０００から４００ｃｍ−１までのＦＴＩＲスペクトルを図３Ａに示す。３，５００から２，０００ｃｍ−１までのスペクトルを図３Ｂに示す。スペクトルは、４ｃｍ−１の分解能にて３２スキャンを含む。
【００８３】
図３Ｂに示すように、予備処理試料（ナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバー、３１０）での２８８３ｃｍ−１におけるピークは、ＰＥＯからの−ＣＨ２基を表す。このピークは、処理された試料（３２０、３３０、３４０、３５０）において消失し、または検出できず、これは、処理されたナノファイバーからのＰＥＯの成功した除去を示す。
【００８４】
３３４６および３３３６ｃｍ−１の間のピークは、−ＯＨ基の水素結合に相当する。−ＯＨピークは処理された試料においてシフトする。予備処理試料３１０における−ＯＨピークは、３３４６ｃｍ−１に存在する。Ｔ０．５／１．０Ａｇ／Ｃａ試料３２０における−ＯＨピークは３３３６ｃｍ−１に存在する。Ｔ１．０／１．０Ａｇ／Ｃａ試料３３０における−ＯＨピークは、３３４０ｃｍ−１に存在する。Ｔ０．５／５．０Ａｇ／Ｃａ試料３４０における−ＯＨピークは、３３４０ｃｍ−１に存在する。Ｔ１．０／５．０Ａｇ／Ｃａ試料３５０における−ＯＨピークは、３３３６ｃｍ−１に存在する。
【００８５】
化学的に修飾されたナノファイバーマットの溶解性を、ＢＳ  ＥＭ  １３７２６−１：２００２セクション３．７ヒドロゲル被覆材の分散および溶解性に従ってテストした。ナノファイバーマット（０．２ｃｍ×０．２ｃｍ）を、ペトリ皿における水２０ｍＬ中に３７℃にて２４時間入れた。マットを、２４時間後に肉眼で評価した。ナノファイバーマット（０．２ｃｍ×０．２ｃｍ）を、ペトリ皿における、０．４Ｍ  ＮａＣｌ、０．０２Ｍ  ＣａＣｌ２、および１０％新生子ウシ血清を含む２０ｍＬのＳＴＳ２０ｍＬ中に同様に入れた。ナノファイバーマットを、室温にて、ＳＴＳに２４時間浸した。繊維の含有量を肉眼で観察して、ナノファイバーの溶解性を評価した。ナノファイバーは、水またはＳＴＳ中での２４時間の浸漬後に損なわれていなかった。
【００８６】
実施例２：アルギン酸塩ナノファイバーの作製
【００８７】
紡糸溶液の作製：エレクトロスピニングのための４重量％の７０：３０ナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯ溶液を、０．７ｇのナトリウム−アルギン酸塩および０．３ｇのＰＥＯを２３．８７５ｇの蒸留水に溶解させることによって作製した。紡糸溶液の均一性を改良するために、０．５重量％のＴｒｉｔｏｎＴＭ  Ｘ−１００を加えた。４重量％の８０：２０ナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯ溶液を同様に作製した。
【００８８】
紡糸溶液を、暗所にて、室温で２０日間貯蔵し、ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ粘度計を用いてその粘度を１、５、１０および２０日に測定した。ナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯ溶液の粘度は貯蔵の期間にわたって減少したため、ナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯ紡糸溶液を作製の５日以内にエレクトロスピニングした。粘度は１日目において２２８４ｃＰであり、５日目において２１８４ｃＰであり、１０日目において１５７９ｃＰであって、２０日目において２０２ｃＰであった。
【００８９】
エレクトロスピニング：水平エレクトロスピニングデバイスを用いて、ナトリウム−アルギン酸塩ナノファイバーを作製した。プロセスパラメーターを、１２〜２０ｃｍ作動距離、１．０〜０．３ｍｌ／ｈ供給速度、および９〜１２ｋＶ印加電圧に設定した。エレクトロスピニングされた繊維をアルミニウム箔上に収集した。１時間のエレクトロスピニングの後に、箔および堆積させた繊維を収集し、室温にて２４時間乾燥させて、残存する溶媒を除去した。プロセスパラメーターを、表３に示すように変化させた。紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーを生成させるのに利用した最終プロセスパラメーターは、１６ｃｍの作動距離、０．４ｍｌ／時間の流速、および１０．５ｋＶの印加電圧であった。
【００９０】
表３：ナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーを生成させるためのエレクトロスピニングプロセスパラメーター
【表３】
0006738833.tif 000004
【００９１】
紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーの特徴付け：エレクトロスピニングされた、または紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーの形態および構造をＳＥＭによって観察した。紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーの元素分析は、ＦＴＩＲによって分析した。紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーの溶解性は、ＢＳ  ＥＮ  １３７２６−１：２００２セクション３．７ヒドロゲル被覆材の分散および溶解性に従ってテストした。これらの手法を、実質的に実施例１に記載されたように実行した。
【００９２】
図４Ａは、４重量％の７０：３０ナトリウム−アルギン酸塩：ＰＥＯ溶液（４００）および４重量％の８０：２０ナトリウム−アルギン酸塩：ＰＥＯ溶液（４０１）からの、紡糸されただけのナノファイバーのＳＥＭイメージを示す。４重量％の７０：３０ナトリウム−アルギン酸塩：ＰＥＯ溶液からの、紡糸されただけのナノファイバーの平均直径は、図４Ｂに示すように、１２４ｎｍであり、標準偏差は３５ｎｍであった。４重量％の７０：３０ナトリウム−アルギン酸塩：ＰＥＯ溶液からの、紡糸されただけのナノファイバーは、均一であって、ビーズフリーであった。
【００９３】
図５は、４０００〜４００ｃｍ−１および２０００〜１０００ｃｍ−１スペクトル範囲内での、純粋なＰＥＯ（パネルＡ）、ナトリウム−アルギン酸塩（パネルＢ）およびナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯ（パネルＣ）のナノファイバーのＦＴＩＲスペクトルを示す。ＰＥＯについてのスペクトル（パネルＡ）は、エーテル基の非対称伸縮および変角振動に対応する１１００ｃｍ−１および８４３ｃｍ−１におけるピークを有する。ナトリウム−アルギン酸塩についてのスペクトル（パネルＢ）は、ヒドロキシル基の伸縮に対応する３３３６ｃｍ−１、カルボキシレート基の対称伸縮についての１５９３ｃｍ−１、およびカルボキシレート基対称伸縮についての１４１０ｃｍ−１にピークを有する。ＰＥＯのエーテル基についての非対称吸収バンドは、ナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーにおいて、１１００ｃｍ−１から１０９５ｃｍ−１までシフトした。ナトリウム−アルギン酸塩のカルボキシレート基についての非対称吸収バンドは、ナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーにおいて、１５９３ｃｍ−１から１６１２ｃｍ−１までシフトした。
【００９４】
水およびＳＴＳ中への、紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーの溶解性を、実施例１におけるように評価した。ナノファイバーは、浸漬の２〜３分以内に、水またはＳＴＳいずれかに溶解した。
【００９５】
実施例３：紡糸されただけのアルギン酸塩ナノファイバーを含む複合被覆材構造の構築
【００９６】
実施例２において作製されたものなどのエレクトロスピニングされたナノファイバーを、Ｎａ−ＣＭＣ不織基布の表面に堆積させた。
【００９７】
Ｎａ−ＣＭＣ不織布をエレクトロスピニングデバイス中のコレクターに適用し、４重量％の７０：３０ナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯ溶液を実施例２に記載したようにエレクトロスピニングした。Ｎａ−ＣＭＣ布にナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーを堆積させて、複合被覆構造体を生成した。箔上におよびＮａ−ＣＭＣ上に堆積された紡糸されただけのナノファイバーの形態を、図６（パネルＡ〜Ｄ）に示すようにＳＥＭによって可視化した。図６、パネルＡは、Ｎａ−ＣＭＣ基布の写真を示し、パネルＢはＮａ−ＣＭＣ基布のＳＥＭイメージを示し、パネルＣは、紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーを堆積させたＮａ−ＣＭＣ基布の写真を示し、およびパネルＤは、紡糸されただけのナトリウム−アルギン酸塩／ＰＥＯナノファイバーを堆積させたＮａ−ＣＭＣ基布のＳＥＭイメージを示す。これらのイメージは、紡糸されただけのナノファイバーのその表面への堆積の前後において、Ｎａ−ＣＭＣ布に形態学的な差異を示さない。
【００９８】
実施例４：抗細菌性ナノファイバー被覆構造体
【００９９】
実施例３の複合被覆構造体を化学処理して、抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を生成した。
【０１００】
実施例３の１０ｃｍ×１０ｃｍ複合被覆構造体を、温和に振盪して、ＰＥＯを溶解させつつ、無水エタノールを含有するペトリ皿に１０分間浸した。エタノール洗浄した試料を、カルシウム溶液（１．０重量％または５重量％のＣａＣｌ２の無水エタノール溶液）を含有するペトリ皿に移し、１０分間浸した。このカルシウム処理工程の間に、ナトリウム−アルギン酸塩ナノファイバーからのナトリウム（Ｉ）イオンとカルシウム溶液からのカルシウム（ＩＩ）イオンとの間でイオン交換反応が起こって、不溶性カルシウム−アルギン酸塩ナノファイバーを生成した。同様に、Ｎａ−ＣＭＣ布からのナトリウム（Ｉ）イオンを、カルシウム溶液からのカルシウム（ＩＩ）イオンと交換させてよい。次いで、試料を、銀溶液（０．５重量％または１重量％のＡｇＮＯ３の無水エタノール溶液）を含有するペトリ皿に移し、１０分間浸した。この銀処理工程の間に、イオン交換反応が、ナトリウム−アルギン酸塩ナノファイバーからのナトリウム（Ｉ）イオンと、カルシウム−アルギン酸塩からのカルシウム（ＩＩ）イオンおよび銀溶液からの銀（Ｉ）イオンとの間で起こって、ナトリウム−アルギン酸塩、カルシウム−アルギン酸塩、および銀−アルギン酸塩を有するナノファイバーを生成した。同様に、Ｎａ−ＣＭＣ布からのナトリウム（Ｉ）イオンおよびＣａ−ＣＭＣ布からのカルシウム（ＩＩ）イオンは、銀溶液からの銀（Ｉ）イオンと交換してよい。次いで、試料を無水エタノール中で洗浄して、沈殿した未反応塩を除去した。試料を室温（約２０℃）で乾燥させた。
【０１０１】
表１に示すように、異なる濃度のＣａＣｌ２およびＡｇＮＯ３を用いてこのプロセスを繰り返した。図１（パネルＢ１〜Ｅ１）は、カルシウムおよび銀の処理溶液での処理に続いて、Ｎａ−ＣＭＣ裏地に堆積させたナノファイバーの形態を示すＳＥＭイメージを示す。
【０１０２】
実施例５：エレクトロスプレーによって悪臭吸収剤を堆積させた抗細菌性ナノファイバー被覆構造体
【０１０３】
実施例４で作製した抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を、悪臭吸収剤ヒドロキシルプロピル−β−シクロデキストリン（ＨＰ−β−ＣＤ）でエレクトロスプレーした。図７は、１．０％のＣａＣｌ２溶液および０．５％のＡｇＮＯ３溶液を用いて作製したナノファイバー被覆構造体のイメージを示す。
【０１０４】
エレクトロスプレープロセスパラメーターを、０．５〜２ｍｌ／ｈ供給速度、７〜１５ｋＶ印加電圧および１２〜２０ｃｍ作動距離に調整して、アルミニウム箔を含むコレクター上にＨＰ−β−ＣＤ粒子の均一な分散を得た。アルミニウム箔上に収集された、エレクトロスプレーされたＨＰ−β−ＣＤ粒子を乾燥させ、特徴付けて、プロセスパラメーターを最適化した。エレクトロスプレープロセスを１．０ｍｌ／ｈ供給速度、１２ｋＶ印加電圧および１６ｃｍ作動距離に最適化した。
【０１０５】
最適化されたプロセスパラメーターを用い、実施例４で作製した抗細菌性ナノファイバー被覆構造体にＨＰ−β−ＣＤ粒子を堆積させた。図７（パネルＡ〜Ｃ）は、実施例４のエレクトロスプレーされたナノファイバー被覆材の表面形態を示すＳＥＭイメージを示す。図７、パネルＡに示す被覆材を、１時間エレクトロスプレーし、パネルＢに示す被覆材を２時間エレクトロスプレーし、およびパネルＣに示す被覆材を４時間エレクトロスプレーした。
【０１０６】
実施例６：エレクトロスピニングによって悪臭吸収剤を堆積させた抗細菌性ナノファイバー被覆構造体
【０１０７】
実施例４で作製した抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を、ＨＰ−β−ＣＤ溶液を被覆構造体のナノファイバー表面にエレクトロスピニングすることによって、悪臭吸収剤ヒドロキシルプロピル−β−シクロデキストリン（ＨＰ−β−ＣＤ）と結合させる。ＨＰ−β−ＣＤ溶液は、担体ポリマーＰＥＯを含む。
【０１０８】
４〜１２重量％の５０：５０  ＨＰ−β−ＣＤ：ＰＥＯを有する一連の紡糸溶液を水中で作製した。８重量％の５０：５０〜９０：１０  ＨＰ−β−ＣＤ：ＰＥＯを有するもう１つの一連の紡糸溶液を水中で作製した。
【０１０９】
エレクトロスピニングプロセスパラメーターを０．５〜２．５ｍｌ／ｈ供給速度、５〜１１ｋＶ印加電圧および８〜１６ｃｍ作動距離に調整して、平滑な繊維を得た。エレクトロスピニングされたＨＰ−β−ＣＤ粒子をアルミニウム箔上に収集し、２４時間乾燥させ、特徴付けて、プロセスパラメーターを最適化させた。エレクトロスプレープロセスを、１．０ｍｌ／ｈ供給速度、１２ｋＶ印加電圧および１６ｃｍ作動距離に最適化した。
【０１１０】
ＨＰ−β−ＣＤ／ＰＥＯのエレクトロスピニングを、１ｍｌ／ｈ供給速度、１２ｃｍ作動距離、および７ｋＶ印加電圧にて、質量比および濃度を変化させて行って、平滑なナノファイバーを得た。表４は、紡糸溶液の組成、および箔上に堆積させたＨＰ−β−ＣＤ／ＰＥＯのエレクトロスピニングされたナノファイバーの特性を提供する。
【０１１１】
表４：エレクトロスピニングされたＨＰ−β−ＣＤ／ＰＥＯ繊維の特徴の概要
【表４】
0006738833.tif 000005
【０１１２】
エレクトロスピニングされたＨＰ−β−ＣＤ／ＰＥＯ繊維の形態を、図８（パネルＡ〜Ｄ）のＳＥＭイメージ（２，０００×、挿入図１０，０００×）に示す。図８における繊維を、５０：５０（パネルＡ）、６０：４０（パネルＢ）、７０：３０（パネルＣ）、および８０：２０（パネルＤ）のＨＰ−β−ＣＤ／ＰＥＯブレンド比（ｒａｔｉｏｎ）を有する８％溶液からエレクトロスピニングした。
【０１１３】
エレクトロスピニングされたＨＰ−β−ＣＤ粒子を、最適化されたプロセスパラメーターを用いて実施例４のナノファイバー被覆構造体上に収集する。
【０１１４】
実施例７：抗細菌性ナノファイバーを含む被覆構造体
【０１１５】
提案された被覆構造体の模式図を図９に示す。実施例２で作製されたものなどのエレクトロスピニングされたナノファイバーを裏地の表面に堆積させて、実施例３に記載された方法を用いてナノファイバー被覆構成物を生成する。被覆構成物を実施例４におけるように化学処理して、抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を生成させる。抗細菌性ナノファイバー被覆構成物を、実施例５に記載されたように、ＨＰ−β−ＣＤでエレクトロスプレーして、最終被覆材を生成する。最終被覆構造体は、ナトリウム−ＣＭＣ基布、抗細菌性銀−アルギン酸塩、およびＨＰ−β−ＣＤコーティングを含むナノファイバーメッシュを含む。
【０１１６】
実施例８：抗細菌性ナノファイバーを含む被覆構造体を作製する方法
【０１１７】
実施例１から実施例７に記載された方法をまとめる模式図を図１０に提供する。
【０１１８】
実施例９：被覆構造体および被覆構造体成分の評価
【０１１９】
実施例１から７に記載した方法によって製造された組成物を表５にまとめる。
【０１２０】
表５  創傷被覆材組成物の概要
【表５】
0006738833.tif 000006
【０１２１】
被覆材組成物の単位面積当たりの平均質量を、ＢＳ  ＥＮ  １２１２７：１９９８テスト方法に従って評価した。表６は、異なる組成物についての１００ｃｍ２当たりの平均質量を表す。単位面積当たりの質量は、基布と比較して、化学処理された組成物において増加した。
【０１２２】
表６  創傷被覆材組成物の単位面積当たりの質量
【表６】
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【０１２３】
被覆材組成物の厚みを、ＢＳ  ＥＮ  ＩＳＯ  ９０７３−２：１９９７に従って評価した。テストは、０．０重量（追加の重量無し、すなわち、テスターの通常の状態）および１００ｇの重量（１００ｇの既知の重量）で実施した。表７は、異なる組成物の厚みにおける、平均厚みおよび相対的な変化を表す。被覆材組成物へのＨＰ−β−ＣＤコーティングの添加は、総じて被覆材組成物の厚みを増加させた。カルシウムは、組成物の厚みに対して効果を有した。
【０１２４】
表７：創傷被覆材組成物の平均厚み
【表７】
0006738833.tif 000008
【０１２５】
創傷被覆材組成物の平均吸収および滞留特性を、ＢＳ  ＥＮ  １３７２６−１：２００２セクション３．２自由膨潤吸収能力に従って決定した。吸収とは、どれくらいの量の流体が各組成物によって吸収されるかをいう。滞留とは、ある圧力下で、どれくらいの量の流体が組成物に保持されるかをいう。表８は、創傷被覆材組成物の流体取り扱い特性の概要を提供する。基布の平均の吸収および滞留は、化学処理された組成物および最終被覆材よりも高いことが判明した。化学処理の間における銀およびカルシウムのイオン濃度は、組成物の吸収および滞留の能力に負に影響した。
【０１２６】
表８：創傷被覆材組成物における流体の吸収および滞留
【表８】
0006738833.tif 000009
＊％滞留＝［滞留（ｇ／ｇ）／吸収（ｇ／ｇ）／１００］
【０１２７】
創傷被覆材組成物の垂直吸上作用を、ＢＳ  ３４２４−１８：１９８６標準テスト方法に従ってテストした。表９は、創傷被覆材組成物の吸上作用挙動の概要を提供する。カルシウムおよび銀の溶液で処理した組成物の平均吸上作用高さは、基布の平均吸上作用高さよりも高かった。ＨＰ−β−ＣＤの添加は、組成物の平均吸上作用高さに対してほとんど効果を有しないか、または無視できる効果しか有しなかった。
【０１２８】
表９：創傷被覆材組成物についての縦方向および横方向の吸上作用テスト
【表９】
0006738833.tif 000010
【０１２９】
創傷被覆材組成物の収縮挙動を評価した。表１０は、創傷被覆材組成物の面積収縮を提供する。組成物へのＨＰ−β−ＣＤのエレクトロスプレーは、その組成物の寸法安定性に対して正の効果を有した。化学処理プロセスにおけるカルシウムの濃度は、創傷被覆材組成物の寸法安定性に負に影響した。
【０１３０】
表１０：水和され乾燥された創傷被覆材組成物の面積収縮
【表１０】
0006738833.tif 000011
【０１３１】
実施例１０：抗細菌性被覆構造体からの銀−放出
【０１３２】
実施例５からのＨＰ−β−ＣＤでエレクトロスプレーした抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を、それらの銀−放出特性についてテストした。各被覆構造体の２ｃｍ×２ｃｍ試料を、ガラス瓶中の溶液Ａ（０．４Ｍ  ＮａＣｌ、０．０２Ｍ  ＣａＣｌ２、蒸留水）２０ｍＬに浸漬し、３７℃にて７日間インキュベートした。溶液１０ｍＬの試料を、インキュベーション時間の間に２４間隔で採取した。溶液Ａの新鮮な１０ｍＬ分量を、試料を採取する毎に、インキュベートした試料に補充した。採取した試料中の銀含有量を、誘導結合プラズマ−光学発光分析法（ＩＣＰ−ＯＥＳ）を用いて決定した。各被覆構造体から放出された銀の量を、表１１に示す。
【０１３３】
表１１  抗細菌性被覆構造体からの銀の放出
【表１１】
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【０１３４】
実施例１１：抗細菌性被覆構造体の悪臭吸収性
【０１３５】
実施例５からのＨＰ−β−ＣＤでエレクトロスプレーした抗細菌性ナノファイバー被覆構造体を、悪臭を吸収するそれらの能力についてテストした。被覆構造体試料（２ｃｍ×２ｃｍ）を、模擬テスト溶液（０．４Ｍ  ＮａＣｌ、０．０２Ｍ  ＣａＣｌ２、１０％新生子ウシ血清、２％ジエチルアミン）０．５ｍｌを含む悪臭環境に暴露した。市販の製品の試料を、同様にテストした（ＣａｒｂｏＦＬＥＸ（登録商標）、ＣｏｎｖａＴｅｃ）。無作為に選択した１０人の個人を、臭いを０から１０にランク分けすることによって、各試料の臭いの強さについて評価した。０のスコアは「臭い無し」を示し、１０のスコアは「最大臭」を示した。被覆構造体についての臭いの評価の結果を表１２に示す。ＨＰ−β−ＣＤでより長時間（４時間−対−１または２時間）エレクトロスプレーした試料は、より低い臭いの等級を有した。
【０１３６】
表１１：ＨＰ−β−ＣＤでエレクトロスプレーした抗細菌性被覆構造体の悪臭吸収性
【表１２】
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【０１３７】
本発明の好ましい実施態様を本明細書中において示し、記載してきたが、そのような実施態様は例としてのみ提供されることは当業者に明白であろう。発明から逸脱することなく、多数の変形、変更、および置換を、今や、当業者は見出すであろう。本明細書中に記載された発明の実施態様に対する種々の代替物を、発明を実施するにおいて使用できることを理解すべきである。以下の特許請求の範囲は発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲内にある方法および構造およびそれらの均等物を、それにより網羅することを意図する。
【図１】
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【図１−１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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