(57)【要約】目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の繊維構造体よりなり、０．５ｍｍ〜５０ｍｍの径を有する円筒体であって、蛇腹の山と山の間隔が２ｍｍ以下でかつ山と谷の深さが０．０１ｍｍ〜１ｍｍである蛇腹部を有する円筒体を製造し、該円筒体にコラーゲンを付与して該円筒体とコラーゲンからなる複合体を製造する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均繊維径が０．０５〜５０μｍである脂肪族ポリエステルの繊維からなる繊維構造体の支持基材と、コラーゲンからなる複合体。
【請求項２】
前記繊維構造体が生分解性ポリマーである請求項１記載の複合体。
【請求項３】
前記繊維構造体が脂肪族ポリエステルである請求項２記載の複合体。
【請求項４】
前記脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトンまたは、それらの共重合体である請求項３記載の複合体。
【請求項５】
前記支持基材が、蛇腹を有する円筒体である請求項１記載の複合体
【請求項６】
該円筒体が、目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の繊維構造体よりなり、膜厚が０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ、かつ０．５ｍｍ〜５０ｍｍの径を有する円筒体であって、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍである蛇腹部を有する円筒体である請求項５記載の複合体
【請求項７】
目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の繊維構造体よりなり、膜厚が０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ、０．５ｍｍ〜５０ｍｍの径を有する円筒体であって、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍである蛇腹部を有する円筒体。
【請求項８】
前記円筒体が生分解性ポリマーである請求項７記載の円筒体。
【請求項９】
前記円筒体が脂肪族ポリエステルである請求項８記載の円筒体。
【請求項１０】
前記脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトンまたは、それらの共重合体である請求項９記載の円筒体。
【請求項１１】
前記円筒体の平均繊維径が０．０５〜５０μｍである請求項７に記載の円筒体。
【請求項１２】
脂肪族ポリエステルを揮発性溶媒に溶解した溶液を製造する段階と、前記溶液を静電紡糸法にて紡糸する段階、コレクタ上に累積される繊維構造体を得る段階および前記繊維構造体を２ｍｍ以下の間隔で蛇腹部を有する円筒体に成型する段階を含む、目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の繊維構造体よりなり、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍである蛇腹部を有する円筒体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法により製造された円筒体とコラーゲンを複合化する、円筒体とコラーゲンからなる複合体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の方法により製造された円筒体に、コラーゲンを溶媒に溶解および／または分散させた溶液を含浸させた後、コラーゲンをゲル化または架橋化または乾燥による固定化の少なくとも１つの方法を実施する円筒体とコラーゲンからなる複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、平均繊維径が０．０５〜５０μｍである脂肪族ポリエステルの繊維からなる繊維構造体の支持基材とコラーゲンからなる複合体、蛇腹部を有する円筒状の支持基材、および該支持基材の製造方法と該複合体の製造方法に関する。
【背景技術】  近年、大きく損傷したりまたは失われた生体組織と臓器の治療法の１つとして、細胞の分化、増殖能を利用し元の生体組織及び臓器に再構築する技術である再生医療の研究が活発になってきている。神経再生もそのひとつであり、神経組織が切断された患者の神経欠損部に人工材料からなるチューブで断端間を架橋し、神経組織を誘導する研究が行われている。チューブとしては、シリコン、ポリウレタン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、その共重合体または複合体からなり、その内面にコラーゲンやラミニンをコーティングしたものが用いられている。
また血管再生においては、人工材料チューブとして、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、その共重合体または複合体からなり、その内面にゼラチン、アルブミン、コラーゲン、ラミニンをコーティングしたものが用いられている。
たとえば特開平６−２８５１５０号公報には、繊維質より成る管状体の管壁に不溶性コラーゲンを圧入し、続いてこれをそのまま未乾燥状態で化学的処理をした人工血管について記載がなされている。
特開平７−１４８２４３号公報には、有機繊維を三次元織組織もしくは編組織、またはこれらを組み合わせた複合組織として成る生体適合性を備えたバルク状の構造体を基材とし、その組織内空隙率を好ましくは２０〜９０ｖｏｌ％とするインプラント材料について開示されている。
特開平８−２９４５３０号公報には、多孔性の基材に付着させた生体内吸収性物質を、絡合、熱処理および荷電による含水性膨潤からなる物理作用の少なくとも１つの手段により不溶化されていることを特徴とする心臓血管修復材が記載されている。
特開平８−３３６６１号公報には、合成樹脂からなる人工血管基材の内腔面に、直接、又はゼラチンもしくはコラーゲンを塗布し架橋剤で固定した上に、水溶性エラスチンをコアセルベーション（凝集）させ架橋剤により固定した人工血管が記載されている。
また特開平９−１７３３６１号公報には、合成樹脂からなる人工血管基材の内腔面に、アルブミンを塗布し、加熱するか又は加熱後更に架橋剤で架橋して構築したアルブミン層上に水溶性エラスチンをコアセルベーション（凝集）させ架橋剤により固定した人工血管が記載されている。
特開２００３−１２６１２５号公報には、筒状の多孔性人工血管基材を有する人工血管において、前記多孔質人工血管基材の孔内に生体作用物質含有ゲル溶液を含浸させてなる人工血管が記載されている。
しかし、このような人工血管の基材として合成樹脂を平織りもしくはメリヤス織りににして管状としたもの、また合成樹脂を繊維状にしマンドレル上に巻取り積層して不織布の管状としたもの、合成樹脂に粒状の塩化ナトリム等の水溶液を加え押し出し成形によって管状としたもの等が記載されているが、いずれも人工血管の基材となるチューブとして伸縮性に乏しくかつヤング率（弾性率）も十分ではない。
その他、特殊な形状を付与することで伸縮性を改善する工夫として特開平５−２３３６２号公報には人工血管として経糸および緯糸としてポリエステル超極細繊維からなるマルチフィラメント糸を用いて袋織りすることにより得られたシームレスチューブを蛇腹加工した人工血管が示されている。
また特開平８−７１０９３号公報繊維材料を原料とした円錐状布製血管補綴物にプリーツを付与する工夫などが開示されている。
前述のシリコン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステルは、生体吸収性が無いために長期安全性の問題、さらに再生した神経や血管を圧迫または阻害する問題がある。また、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、ポリカプロラクトンまたはその共重合体は、生体吸収性はあるもののヤング率（弾性率）および伸縮性に問題があり、再生した神経や血管を圧迫または阻害する問題がある。つまり現時点においては、生体吸収性、ヤング率（弾性率）、伸縮性に優れたチューブは知られていない。
これらの問題を解決するために、コラーゲンなどの弾性素材とポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、またはその共重合体からなる支持基材との複合化が考えられるが、従来知られているポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、またはその共重合体からなる支持基材には伸縮性がないために、コラーゲンの弾性が損なわれ、生体内での使用が制限される。つまり、現時点において伸縮性に優れた、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、またはその共重合体からなる支持基材とそのような支持基材とコラーゲンとの複合体は知られていない。
【発明の開示】
本発明の目的は、人工血管や神経再生の基材となるチューブとして伸縮性に富みかつヤング率（弾性率）も十分である基材を提供することである。
さらに詳しくは該チューブが生体吸収性を有する高分子化合物である基材を提供することである。
本発明は以下のとおりである。
１．平均繊維径が０．０５〜５０μｍである脂肪族ポリエステルの繊維からなる繊維構造体の支持基材と、コラーゲンからなる複合体。
２．前記繊維構造体が生分解性ポリマーである発明１記載の複合体。
３．前記繊維構造体が脂肪族ポリエステルである発明２記載の複合体。
４．前記脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトンまたは、それらの共重合体である発明３記載の複合体。
５．前記支持基材が、蛇腹を有する円筒体である発明１記載の複合体
６．該円筒体が、目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の繊維構造体よりなり、膜厚が０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ、かつ０．５ｍｍ〜５０ｍｍの径を有する円筒体であって、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍである蛇腹部を有する円筒体である発明５記載の複合体
７．目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の繊維構造体よりなり、膜厚が０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ、０．５ｍｍ〜５０ｍｍの径を有する円筒体であって、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍである蛇腹部を有することを特徴とする円筒体。
８．前記円筒体が生分解性ポリマーである発明７記載の円筒体。
９．前記円筒体が脂肪族ポリエステルである発明８記載の円筒体。
１０．前記脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトンまたは、それらの共重合体である発明９記載の円筒体。
１１．前記円筒体の平均繊維径が０．０５〜５０μｍである発明７に記載の円筒体。
１２．脂肪族ポリエステルを揮発性溶媒に溶解した溶液を製造する段階と、前記溶液を静電紡糸法にて紡糸する段階、コレクタ上に累積される繊維構造体を得る段階および前記繊維構造体を２ｍｍ以下の間隔で蛇腹部を有する円筒体に成型する段階を含む、目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の繊維構造体よりなり、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍである蛇腹部を有する円筒体の製造方法。
１３．発明１２記載の方法により製造された円筒体とコラーゲンを複合化する、円筒体とコラーゲンからなる複合体の製造方法。
１４．発明１２記載の方法により製造された円筒体に、コラーゲンを溶媒に溶解および／または分散させた溶液を含浸させた後、コラーゲンをゲル化または架橋化または乾燥による固定化の少なくとも１つの方法を実施する円筒体とコラーゲンからなる複合体の製造方法。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の製造方法のなかで、紡糸液を静電場中に吐出する静電紡糸法で用いる装置の一例である。
図２は、本発明の製造方法のなかで、紡糸液の微細滴を静電場中に導入する静電紡糸法で用いる装置の一例である。
図３は、本発明の円筒体の断面図
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明について詳述する。なお、これらの実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。
本発明で使用されている繊維構造体とは、単数または複数の繊維が積層され、集積されて形成された３次元の構造体を挙げる。構造体の形態としては、例えば不織布、織布、編布、メッシュ、糸などが挙げられる。
本発明で使用されている、複合体とは前記繊維構造体とコラーゲンとから成る複合体である。
本発明で使用されている繊維構造体は、脂肪族ポリエステルからなる。
脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸−グリコール酸共重合体、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネートおよびこれらの共重合体などが挙げられる。これらのうち、脂肪族ポリステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸−グリコール酸共重合体、ポリカプロラクトンが好ましく、特にポリ乳酸、ポリカプロラクトンが好ましい。
本発明で用いられる繊維構造体は、蛇腹を有する円筒体であることが好ましい。
本発明の繊維構造体は、目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２であり、１ｇ／ｍ２以下であると構造体を形成できず好ましくない。また、５０ｇ／ｍ２以上であるとチューブに成型した際、伸縮性を損なうため好ましくない。より好ましい目付け量は５〜３０ｇ／ｍ２であり、特に好ましい目付け量は５〜２０ｇ／ｍ２である。
繊維構造体の膜厚は、０．０５〜０．２ｍｍであり、より好ましくは０．１〜０．１８ｍｍである。
本発明の繊維構造体は、０．５ｍｍ〜５０ｍｍの径を有する円筒体であって、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍである蛇腹部を有するものであり、２ｍｍ以上であるとチューブに成型した際、伸縮性を損なうために好ましくない。より好ましい蛇腹部の間隔は１ｍｍ以下である。
本発明の繊維構造体は平均繊維径が０．０５〜５０μｍである繊維より形成される。０．０５μｍ以下であると、該繊維構造体の強度が保てないため好ましくない。また平均繊維径が５０μｍより大きいと、チューブに成型した際伸縮性が低減し弾性率を損なう可能性があるため好ましくない。より好ましい平均繊維径は０．２〜２５μｍであり、特に好ましい平均繊維径は０．２〜２０μｍである。最も好ましいのは０．３〜１０μｍである。なお繊維径とは繊維断面の直径を表す。
本発明の繊維構造体の機械特性は、ヤング率が１×１０２〜１×１０７Ｐａ、降伏伸度が２０％以上が好ましい。ヤング率が１×１０２以下、２×１０７以上または降伏伸度が２０％以下であると、弾性及び伸縮性に問題があり、再生した神経や血管を圧迫または阻害する問題がある。
本発明の繊維構造体を製造する方法としては、静電紡糸法、スパンボンド法、メルトブロー法、フラッシュ紡糸法等が挙げられる。その中でも、静電紡糸法が好ましい。
静電紡糸法では脂肪族ポリエステルを揮発性溶媒に溶解した溶液を電極間で形成された静電場中に吐出し、溶液を電極に向けて曵糸し、形成される繊維状物質を捕集することによって得ることができる。繊維状物質とは既に溶液の溶媒が留去され、繊維構造体となっている状態のみならず、いまだ溶液の溶媒を含んでいる状態も示している。本発明で用いられる電極は、金属、無機物、または有機物のいかなるものでも導電性を示しさえすれば良い。また、絶縁物上に導電性を示す金属、無機物、または有機物の薄膜を持つものであっても良い。本発明における静電場は一対又は複数の電極間で形成されており、いずれの電極に高電圧を印加しても良い。これは例えば電圧値が異なる高電圧の電極が２つ（例えば１５ｋＶと１０ｋＶ）と、アースにつながった電極の合計３つの電極を用いる場合も含み、または３本を超える数の電極を使う場合も含むものとする。
本発明における脂肪族ポリエステル溶液中の脂肪族ポリエステルの濃度は、１〜３０重量％であることが好ましい。脂肪族ポリエステルの濃度が１重量％より小さいと、濃度が低すぎるため繊維構造体を形成することが困難となり好ましくない。また、３０重量％より大きいと得られる繊維構造体の繊維径が大きくなり好ましくない。より好ましい脂肪族ポリエステルの濃度は２〜２０重量％である。
本発明で溶液を形成する揮発性溶媒とは、脂肪族ポリエステルを溶解し常圧での沸点が２００℃以下であり、２７℃で液体である物質である。
具体的な揮発性溶媒としては、例えば塩化メチレン、クロロホルム、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、トルエン、テトラヒドロフラン、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロパノール、水、１，４−ジオキサン、四塩化炭素、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトニトリルなどが挙げられる。これらのうち、脂肪族ポリエステルの溶解性等から、塩化メチレン、クロロホルム、アセトンが特に好ましい。
これらの溶媒は単独で用いても良く、複数の溶媒を組み合わせても良い。また、本発明においては、本目的を損なわない範囲で、他の溶媒を併用しても良い。
以下に、図１〜３に用いられている符号の簡単な説明を記載する。
１  溶液噴出ノズル
２  溶液
３  溶液保持槽
４  電極
５  繊維状物質捕集電極
６  高電圧発生器
７  溶液噴出ノズル
８  溶液
９  溶液保持槽
１０  電極
１１  繊維状物質捕集電極
１２  高電圧発生器
１３  膜厚
１４  蛇腹の間隔
１５  深さ
１６  径
該溶液を静電場中に吐出するには、任意の方法を用いることが出来る。例えば、一例として図１を用いて以下説明する。溶液２をノズルに供給することによって、溶液を静電場中の適切な位置に置き、そのノズルから溶液を電界によって曳糸して繊維化させる。このためには適宜な装置を用いることができ、例えば注射器の筒状の溶液保持槽３の先端部に適宜の手段、例えば高電圧発生器６にて電圧をかけた注射針状の溶液噴出ノズル１を設置して、溶液をその先端まで導く。接地した繊維状物質捕集電極５から適切な距離に該噴出ノズル１の先端を配置し、溶液２が該噴出ノズル１の先端を出るときにこの先端と繊維状物質捕集電極５の間にて繊維状物質を形成させる。
また当業者には自明の方法で該溶液の微細滴を静電場中に導入することもできる。一例として図２を用いて以下に説明する。その際の唯一の要件は液滴を静電場中に置いて、繊維化が起こりうるような距離に繊維状物質捕集電極１１から離して保持することである。例えば、ノズル７を有する溶液保持槽９中の溶液８に直接、直接繊維状物質捕集電極に対抗する電極１０を挿入しても良い。
該溶液をノズルから静電場中に供給する場合、数個のノズルを用いて繊維状物質の生産速度を上げることもできる。電極間の距離は、帯電量、ノズル寸法、紡糸液流量、紡糸液濃度等に依存するが、１０ｋＶ程度のときには５〜２０ｃｍの距離が適当であった。また、印加される静電気電位は、一般に３〜１００ｋＶ、好ましくは５〜５０ｋＶ、一層好ましくは５〜３０ｋＶである。所望の電位は任意の適切な方法で作れば良い。
上記説明は、電極がコレクタを兼ねる場合であるが、電極間にコレクタとなりうる物を設置することで、電極と別にコレクタを設けることが出来る。またコレクタの形状を選択することで、シート、チューブが得られる。さらに、例えばベルト状物質を電極間に設置してコレクタとすることで、連続的な生産も可能となる。
本発明においては、該溶液をコレクタに向けて曳糸する間に、条件に応じて溶媒が蒸発して繊維状物質が形成される。通常の室温であればコレクタ上に捕集されるまでの間に溶媒は完全に蒸発するが、もし溶媒蒸発が不十分な場合は減圧条件下で曳糸しても良い。また、曳糸する温度は溶媒の蒸発挙動や紡糸液の粘度に依存するが、通常は、０〜５０℃である。そして繊維状物質がコレクタ上に集積されて繊維構造体が製造される。
本発明の繊維構造体からなる円筒体を製造する方法は、特に限定されないが、上記静電紡糸法のコレクタとして鏡面仕上げされていない心棒を用いると、該円筒体を簡便に製造することが出来、好ましい。すなわち、上記静電紡糸法により心棒上に所定の目付け量となるまで繊維構造体を形成し、適度な摩擦を維持しながら該心棒から繊維構造体を取り外すことにより、蛇腹部を有する円筒体を簡便に得ることが出来る。
心棒の表面粗さは好ましくは０．２−Ｓ以上であり、より好ましくは１．５〜４００−Ｓである。
このように適度な表面粗さを有する心棒から繊維構造体を取り外すとき、繊維構造体の一端のみに応力をかけることが好ましい。繊維構造体の一端を固定しておき、心棒をその固定端の方向に引き抜くことで一端のみに応力をかけることが出来る。
また、静電紡糸法により心棒上に繊維構造体を形成する際、該心棒を円周方向に回転させることが、均質な円筒体を形成するために好ましい。
本発明によって得られる円筒体は、単独で用いても良いが、取扱性やその他の要求事項に合わせて、他の部材と組み合わせて使用しても良い。例えば、該円筒体をコラーゲン等の弾性体に組み合わせることにより、弾性と強度を最適化した部材を作成することも出来る。
本発明で用いるコラーゲンは、その由来によって限定されるものではなく、哺乳類や鳥類、魚類などいずれの生物種のものも用いることができる。また、細菌やカビ、酵母などの細胞類が製造するコラーゲンも使用することができる。生物由来のコラーゲンであれば哺乳類のものが好ましく、細菌やカビ、酵母などの細胞類はその遺伝子を操作した組み換え体に由来するコラーゲンであってもよい。コラーゲンの化学構造としても特に制限はなく、酸可溶性コラーゲン、中性塩可溶コラーゲン、酵素可溶コラーゲン、アルカリ可溶化コラーゲンなどを用いることができる。またコラーゲン中のテロペプチドなどで代表される任意のアミノ酸配列やコラーゲンと結合した糖質類は、使用する目的に応じて取り除かれたものがよく、アテロコラーゲンなどは好ましく用いられる。
コラーゲンは生体より単離される場合、その単離方法について特に制限されない。好ましくは、酸性の水溶液やアルカリ性の水溶液にて抽出した各可溶性成分を用いるのがよい。抽出により得られたコラーゲンは、酸性水溶液あるいはアルカリ性水溶液をそのまま用いてもよいが、好ましくは透析やイオン交換により過剰な低分子イオンを除いたほうがよい。
本発明で繊維構造体とコラーゲンを複合する手段は、以下の方法が好ましく用いられる。コラーゲンを適当な溶媒に溶解および／または分散させた溶液を、繊維構造体内部に含浸させた後、これをゲル化、架橋化、乾燥による固定化の少なくとも１つの方法によって、コラーゲンのネットワークを形成するのが好ましい。
この場合、コラーゲンが溶媒に溶ける場合はコラーゲン溶液を利用でき、コラーゲンが溶媒に溶けない場合は分散液を利用することができる。また、コラーゲンの一部は溶解あるいは膨潤するものの、完全には溶けない場合は、溶解と分散の両方が含まれる場合も本発明においては利用できる。
溶媒としては、水、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒、ジメチルスルホキシドなどのスルホン系溶媒など任意に選択できるが、これらの中では水が好ましく用いうる。また溶媒中には必要に応じて塩化カルシウムや塩化リチウムなどの無機塩、グリセリンやポリエチレングリコールなどの多価アルコール、グリセリンモノステアレートなどの界面活性剤を混合して用いてもかまわない。
コラーゲンを繊維構造体に含浸させる方法には、特に制限はないが、常圧でも減圧でも、加圧でもよい。円筒体の形状を適正にするために、鋳型を用いても良い。
ゲル化はコラーゲンを中性条件下、加熱によりゲル化する操作のことをいい、そのｐＨを調整するために用いる試薬には特に制限はない。架橋化とは、コラーゲンと反応しうる官能基を２つ以上持った化合物をコラーゲンと反応させることをいい、カルボジイミド基を持つものや、活性エステルを持つものが好ましく利用しうる。
コラーゲン溶液、分散液、半溶液のコラーゲンの濃度は０．１％以上１０％以下が好ましい。さらに好ましくは０．２％以上８％以下の範囲である。
本発明で開示している円筒体は、必要に応じて凍結乾燥してもよい。凍結乾燥の条件は特に制限はないが、好ましくは凍結温度−５℃以下、凍結乾燥時の真空度は１００ＭＰａ以下がよい。
繊維構造体に含浸させたコラーゲンは目的に応じて多孔体としてもかまわない。多孔体の作り方は特に制限はないが、凍結乾燥によるスポンジ状の多孔体も好ましく利用できる。また、有機溶剤に可物質の粒子をコラーゲン中に含ませておき、あとから有機溶剤で抽出する方法も利用できる。また、繊維表面にコラーゲンをコーティングすることで、繊維構造体の有する空間を最大限に利用することも可能である。
本発明によって得られる複合体は、単独で用いても良いが、取扱性やその他の要求事項に合わせて、他の部材と組み合わせて使用しても良い。例えば、複合体全体の柔軟性を高めるために、グリセリンやポリエチレングリコールなどの添加剤を含ませてもよく、成長因子やサイトカインなどのタンパク質類を含ませることもできる。
【実施例】  以下の実施例により、本発明の詳細をより具体的に説明する。しかし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
本実施例に使用したポリ乳酸（Ｌａｃｔｙ９０３１）は島津製作所（株）、塩化メチレン（特級）は和光純薬工業（株）製を使用した。
【実施例１】  ポリ乳酸１ｇ、塩化メチレン８ｇを室温（２５℃）で混合しドープを作製した。図２に示す装置を用いて、該溶液を毎分６０回転する繊維状物質捕集電極５（直径２ｍｍ，長さ２００ｍｍ、表面粗さ７０−Ｓ）に５分間吐出した。このとき、捕集電極５を円周方向に１５０ｒｐｍで回転させた。噴出ノズル１の内径は０．８ｍｍ、電圧は１２ｋＶ、噴出ノズル１から繊維状物質捕集電極５までの距離は１０ｃｍであった。繊維状物質捕集電極５上に捕集した繊維構造体の一端を指で抑えて固定し、繊維状物質捕集電極５を指で抑えて固定した側に引き抜くことでポリ乳酸チューブを得た。得られたポリ乳酸チューブは、直径２ｍｍ，長さ２０ｍｍ、目付け量は２０ｇ／ｍ２、蛇腹部の間隔は０．５ｍｍ蛇腹の深さは０．１ｍｍであった。得られた成型体については、ＤＩＮ５３５０７、５３５０４を参考に、テンシロン装置（ＩＮＳＴＲＯＮ）を用いてヤング率および降伏伸度の測定を行った。結果は表１に示す。
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【実施例２】  目付け量を４０ｇ／ｍ２とする以外は、実施例１と同様の処理を行なった。
【実施例３】  実施例１で得られたポリ乳酸チューブに直径２ｍｍの棒を再挿入し、内径３ｍｍの管にこれを中心にくるよう固定した。高研（株）製の０．３％コラーゲン水溶液（ＩＩ型）１０容に対して、２６０ｍＭ重炭酸ナトリウム、ＨＥＰＥＳが２００ｍＭおよび水酸化ナトリウム５０ｍＭ含む緩衝液１．５容を氷冷下混合し、ポリ乳酸チューブが固定された容器内に入れた。外部雰囲気を減圧にし、常圧に戻す操作を３回繰り返した後、これを３７℃に保温しゲル化させた。ゲル化後、直径２ｍｍの棒を取り除き、凍結乾燥することで、コラーゲン円筒体を得た。
得られた成型体については、ＤＩＮ５３５０７、５３５０４を参考に、テンシロン装置（ＩＮＳＴＲＯＮ）を用いて降伏伸度の測定を行った結果、降伏伸度は３８％であった。
［比較例１］
目付け量を１００ｇ／ｍ２とする以外は、実施例１と同様の処理を行なった。
［比較例２］
繊維状物質捕集電極５（直径２ｍｍ，長さ２００ｍｍ、表面鏡面仕上げ（表面粗さ０．１−Ｓ以下））を用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。得られたポリ乳酸チューブは、目付け量を２０ｇ／ｍ２とし、蛇腹部の間隔が３．０ｍｍ以外実施例１と同様の処理を行なった。
［比較例３］
ポリ乳酸０．５ｇ、塩化メチレン１０ｇを室温で混合し、ドープを得た。これをノズル径０．２ｍｍのスプレーガンＨＧ−Ｓ型（田宮模型製）に充填し、０．０８ＭＰａの圧空を用いて、回転している直径２ｍｍφの棒に吹き付けた。棒の表面にできた繊維構造物をとりだしたところ、目付け量が５０ｇ／ｍ２、膜圧が０．３ｍｍで蛇腹のない繊維構造体であった。これに実施例３と同じようにコラーゲンを複合化させて降伏伸度を測定した結果、伸度は８％であった。
【産業上の利用可能性】  本発明によって、伸縮性に優れたコラーゲンと繊維の複合構造体を得ることができる。このコラーゲン複合体は、人工血管などの血管代替材料や、神経や尿管の再生に利用することができる。また、試験管内での細胞培養担体や、細胞評価用の実験材料としても利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年6月22日(2005.6.22)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均繊維径が０．０５〜５０μｍである脂肪族ポリエステルの繊維からなる繊維構造体の蛇腹を有する円筒状の支持基材と、コラーゲンからなる複合体。
【請求項２】
前記繊維構造体が生分解性ポリマーである請求項１記載の複合体。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトンまたは、それらの共重合体である請求項１記載の複合体。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
該円筒体が、目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の繊維構造体よりなり、膜厚が０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ、かつ０．５ｍｍ〜５０ｍｍの径を有する円筒体であって、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍである蛇腹部を有する円筒体である請求項１記載の複合体
【請求項７】
目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の脂肪族ポリエステルからなる繊維構造体よりなり、膜厚が０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ、０．５ｍｍ〜５０ｍｍの径を有する円筒体であって、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍである蛇腹部を有する円筒体。
【請求項８】
前記円筒体が生分解性ポリマーである請求項７記載の円筒体。
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
前記脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトンまたは、それらの共重合体である請求項７記載の円筒体。
【請求項１１】
前記円筒体の平均繊維径が０．０５〜５０μｍである請求項７に記載の円筒体。
【請求項１２】
脂肪族ポリエステルを揮発性溶媒に溶解した溶液を製造する段階と、前記溶液を静電紡糸法にて紡糸する段階、コレクタ上に累積される繊維構造体を得る段階および前記繊維構造体を２ｍｍ以下の間隔で蛇腹部を有する円筒体に成型する段階を含む、目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の繊維構造体よりなり、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍである蛇腹部を有する円筒体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法により製造された円筒体とコラーゲンを複合化する、円筒体とコラーゲンからなる複合体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の方法により製造された円筒体に、コラーゲンを溶媒に溶解および／または分散させた溶液を含浸させた後、コラーゲンをゲル化または架橋化または乾燥による固定化の少なくとも１つの方法を実施する円筒体とコラーゲンからなる複合体の製造方法。
【手続補正００２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、平均繊維径が０．０５〜５０μｍである脂肪族ポリエステルの繊維からなる繊維構造体の蛇腹を有する円筒状の支持基材とコラーゲンからなる複合体、蛇腹部を有する円筒状の支持基材、および該支持基材の製造方法と該複合体の製造方法に関する。
【背景技術】
近年、大きく損傷したりまたは失われた生体組織と臓器の治療法の１つとして、細胞の分化、増殖能を利用し元の生体組織及び臓器に再構築する技術である再生医療の研究が活発になってきている。神経再生もそのひとつであり、神経組織が切断された患者の神経欠損部に人工材料からなるチューブで断端間を架橋し、神経組織を誘導する研究が行われている。チューブとしては、シリコン、ポリウレタン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、その共重合体または複合体からなり、その内面にコラーゲンやラミニンをコーティングしたものが用いられている。
また血管再生においては、人工材料チューブとして、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、その共重合体または複合体からなり、その内面にゼラチン、アルブミン、コラーゲン、ラミニンをコーティングしたものが用いられている。
たとえば特開平６−２８５１５０号公報には、繊維質より成る管状体の管壁に不溶性コラーゲンを圧入し、続いてこれをそのまま未乾燥状態で化学的処理をした人工血管について記載がなされている。
特開平７−１４８２４３号公報には、有機繊維を三次元織組織もしくは編組織、またはこれらを組み合わせた複合組織として成る生体適合性を備えたバルク状の構造


【手続補正００３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
リーツを付与する工夫などが開示されている。
前述のシリコン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステルは、生体吸収性が無いために長期安全性の問題、さらに再生した神経や血管を圧迫または阻害する問題がある。また、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、ポリカプロラクトンまたはその共重合体は、生体吸収性はあるもののヤング率（弾性率）および伸縮性に問題があり、再生した神経や血管を圧迫または阻害する問題がある。つまり現時点においては、生体吸収性、ヤング率（弾性率）、伸縮性に優れたチューブは知られていない。
これらの問題を解決するために、コラーゲンなどの弾性素材とポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、またはその共重合体からなる支持基材との複合化が考えられるが、従来知られているポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、またはその共重合体からなる支持基材には伸縮性がないために、コラーゲンの弾性が損なわれ、生体内での使用が制限される。つまり、現時点において伸縮性に優れた、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、またはその共重合体からなる支持基材とそのような支持基材とコラーゲンとの複合体は知られていない。
【発明の開示】
本発明の目的は、人工血管や神経再生の基材となるチューブとして伸縮性に富みかつヤング率（弾性率）も十分である基材を提供することである。
さらに詳しくは該チューブが生体吸収性を有する高分子化合物である基材を提供することである。
本発明は以下のとおりである。
１．平均繊維径が０．０５〜５０μｍである脂肪族ポリエステルの繊維からなる繊維構造体の蛇腹を有する円筒状の支持基材と、コラーゲンからなる複合体。
２．前記繊維構造体が生分解性ポリマーである発明１記載の複合体。
３．（削除）


【手続補正００４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
４．前記脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトンまたは、それらの共重合体である発明１記載の複合体。
５．（削除）
６．該円筒体が、目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の繊維構造体よりなり、膜厚が０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ、かつ０．５ｍｍ〜５０ｍｍの径を有する円筒体であって、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍである蛇腹部を有する円筒体である発明１記載の複合体
７．目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の繊維構造体よりなり、膜厚が０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ、０．５ｍｍ〜５０ｍｍの径を有する円筒体であって、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍである蛇腹部を有することを特徴とする円筒体。
８．前記円筒体が生分解性ポリマーである発明７記載の円筒体。
９．（削除）
１０．前記脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトンまたは、それらの共重合体である発明７記載の円筒体。
１１．前記円筒体の平均繊維径が０．０５〜５０μｍである発明７に記載の円筒体。
１２．脂肪族ポリエステルを揮発性溶媒に溶解した溶液を製造する段階と、前記溶液を静電紡糸法にて紡糸する段階、コレクタ上に累積される繊維構造体を得る段階および前記繊維構造体を２ｍｍ以下の間隔で蛇腹部を有する円筒体に成型する段階を含む、目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２の繊維構造体よりなり、蛇腹の間隔が２ｍｍ以下でかつ蛇腹の深さが０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍである蛇腹部を有する円筒体の製造方法。
１３．発明１２記載の方法により製造された円筒体とコラーゲンを複合化する、円筒体とコラーゲンからなる複合体の製造方法。
１４．発明１２記載の方法により製造された円筒体に、コラーゲンを溶媒に溶解および／または分散させた溶液を含浸させた後、コラーゲンをゲル化または架橋化または乾燥による固定化の少なくとも１つの方法を実施する円筒体とコラーゲンからなる


【手続補正００５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
複合体の製造方法。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の製造方法のなかで、紡糸液を静電場中に吐出する静電紡糸法で用いる装置の一例である。
図２は、本発明の製造方法のなかで、紡糸液の微細滴を静電場中に導入する静電紡糸法で用いる装置の一例である。
図３は、本発明の円筒体の断面図
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明について詳述する。なお、これらの実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。
本発明で使用されている繊維構造体とは、単数または複数の繊維が積層され、集積されて形成された３次元の構造体を挙げる。構造体の形態としては、例えば不織布、織布、編布、メッシュ、糸などが挙げられる。
本発明で使用されている、複合体とは前記繊維構造体とコラーゲンとから成る複合体である。
本発明で使用されている繊維構造体は、脂肪族ポリエステルからなる。
脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸−グリコール酸共重合体、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネートおよびこれらの共重合体などが挙げられる。これらのうち、脂肪族ポリステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸−グリコール酸共重合体、ポリカプロラクトンが好ましく、特にポリ乳酸、ポリカプロラクトンが好ましい。
本発明で用いられる繊維構造体は、蛇腹を有する円筒体である。
本発明の繊維構造体は、目付け量が１〜５０ｇ／ｍ２であり、１ｇ／ｍ２以下であると構造体を形成できず好ましくない。また、５０ｇ／ｍ２以上であるとチューブに成型した




【国際調査報告】
2004087012.tif 000007
2004087012.tif 000008
2004087012.tif 000009
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