(57)【要約】【課題】自己組織化現象を利用して作製する、疎水性ポリマーとリン脂質からなる細孔が均一に配置されたフィルムを製造する方法を提供する。【解決手段】疎水性ポリマー１００重量部、リン脂質０．１〜１００重量部、および疎水性有機溶媒を含む溶液を温度１０〜３０℃、水の濃度１０００〜１００００ｐｐｍの反応雰囲気下、基板上に流延し、液状膜を形成させた後、液状膜上に水の濃度３０００〜１５０００ｐｐｍの気体を流量１０〜１５０ｍL／min.cm2で流すことを特徴とする、疎水性ポリマーとリン脂質とからなり、０．１〜１００μｍの細孔が均一に配置されたフィルムを製造する方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性ポリマー１００重量部、リン脂質０．１〜１００重量部、および疎水性有機溶媒を含む溶液を温度１０〜３０℃、水の濃度１０００〜１００００ｐｐｍの反応雰囲気下、基板上に流延し、液状膜を形成させた後、液状膜上に水の濃度３０００〜１５０００ｐｐｍの気体を流量１０〜１５０ｍL／min.cm2で流すことを特徴とする、疎水性ポリマーとリン脂質とからなり、０．１〜１００μｍの細孔が均一に配置されたフィルムを製造する方法。
【請求項２】
細孔がハニカム状に配置されている請求項１に記載のフィルムを製造する方法。
【請求項３】
隣接する細孔同士が側面で連続孔を形成している請求項１〜２のいずれかに記載のフィルムの製造方法。
【請求項４】
細孔の孔径が０．１〜２０μｍである請求項１〜３のいずれかに記載のフィルムを製造する方法。
【請求項５】
疎水性ポリマーが生分解性ポリマーである請求項１〜４のいずれかに記載のフィルムを製造する方法。
【請求項６】
疎水性ポリマー、リン脂質とを併せた溶質濃度が０．０１〜１０重量％である請求項１〜５のいずれかに記載のフィルムを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己組織化現象を利用して作製する、疎水性ポリマーとリン脂質からなる細孔が均一に配置されたフィルムを製造する方法に関する。より好ましくは疎水性ポリマーが生分解性ポリマーである、細孔が均一に配置されたフィルムを液相法により製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、細孔が均一に配置されているフィルムは、一般に溶融法または液相法によって製造されている。
溶融法による細孔が均一に配置されているフィルムの製造法には、凹凸を有した鋳型を用いた押出成形がある。しかしながら、本発明にある製造方法は液相法であり、とりわけ隣接する細孔と側面で連続孔となる特殊な構造にあるフィルムの製造は一般に溶融法では困難である。
【０００３】
液相法による製造法には、粒子サイズの制御された無機または有機超微粒子を利用した製造方法が開示されている（例えば特許文献１，２）。これらの方法は均質なフィルムを得ることができるが、あらかじめ単分散の超微粒子の分散物を作製する必要があり、また、微粒子を取り除く工程が必要となり、微粒子の成分を完全に取り除くことがむつかしく、微粒子成分の残存（コンタミ）が懸念される。
【０００４】
その他の方法としては、自己組織化現象を利用してフィルムを作製する方法が開示されている。例えば溶媒が蒸発する際の潜熱によって空気中の水分子が凝結して微小な水滴をつくり、溶媒が蒸発することで配列した水滴はポリマー上に固定され、水が蒸発することによって、ハニカム構造フィルムを作製できるという記載がある（非特許文献１）。この方法は、先に例示した微粒子として、空気中から凝結する水滴を利用している形となっているため、複雑な製造装置を必要としない。しかし、これらの文献には具体的用途や、その用途に応じた具体的な条件制御法については記載されていない。
【０００５】
また、類似の製法にて用途を示した例があるが、作製条件として相対湿度５０〜９５％の大気下で作製することのみが開示されており、具体的な条件については何ら記載されていない。（特許文献３）
その他の例としては相対湿度５０〜９５％の気体を一定の流速で送ることが開示されている（特許文献４）。しかし、製造雰囲気の湿度コントロールについては詳細な記載がない。
また本発明者らによる発明では、作製条件として相対湿度５０〜９５％の大気下で作製することのみが開示されている。（特許文献５）
【０００６】
【特許文献１】特許第２８２８３８６号公報
【特許文献２】特開２００２−２８６９６２号公報
【特許文献３】特開２００１−１５７５７４号公報
【特許文献４】特開２００３−２９４９０５号公報
【特許文献５】ＷＯ２００４／８９４３４号公報
【非特許文献１】Thin Solid Films, 327-329 (1998) 854〜856、Chaos, 9-2 (1999) 308〜314
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、疎水性ポリマーとリン脂質からなる細孔が均一に配置されたフィルムを収率よく製造する方法を提供することにある。好ましくは疎水性ポリマーが生分解性ポリマーであって、細胞培養や生体内で使用可能な癒着防止材、接着膜などに使用可能な細孔が均一に配置されているフィルムを効率よく製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは鋭意努力した結果、疎水性ポリマー１００重量部、リン脂質０．１〜１００重量部、および疎水性有機溶媒を含む溶液を水の濃度１０００〜１００００ｐｐｍの反応雰囲気下、基板上に流延し、液状膜を形成させた後、液状膜上に水の濃度３０００〜１５０００ｐｐｍの気体を流量１０〜１５０ｍL／min.cm2で流すことを特徴とする、疎水性ポリマーとリン脂質とからなり、０．１〜１００μｍの細孔が均一に配置されたフィルムを効率よく製造する方法を提供するに至った。
好ましくは疎水性ポリマーが生分解性ポリマーである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により疎水性ポリマーとリン脂質からなる、細孔が均一に配置されているフィルムが高い収率で得られる。さらには該フィルムは特殊な表面構造を持つことから、疎水性ポリマーが生分解性ポリマーである場合は細胞培養や生体内で使用可能な癒着防止材、接着膜などに使用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。
【００１１】
本発明に用いる疎水性ポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルカルバゾール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなどのビニル重合ポリマー類や、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル類やポリカーボネート類、ナイロンなどのポリアミド類もしくはポリイミド類や、ポリエーテルスルホンなどのポリエーテル類、ポリシロキサン類などが挙げられる。
【００１２】
疎水性ポリマーが生分解性ポリマーであることが、細胞培養や生体内で使用可能なフィルムを得るうえで好ましい。生分解性ポリマーとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシ酪酸、ポリカプロラクトン、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペートなどの脂肪族ポリエステル、およびこれらの共重合体などが有機溶媒への溶解性の観点から好ましい。また、ポリブチレンカーボネート、ポリエチレンカーボネート等の脂肪族ポリカーボネートが好ましい。中でも、ポリ乳酸、ポリ乳酸−ポリグリコール酸共重合体、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸−ポリカプロラクトン共重合体が入手の容易さ、価格等の観点から望ましい。
【００１３】
本発明に用いるリン脂質としては、動物組織から抽出したものでも、また人工的に合成して製造したものでもその起源を問うことなく使用できる。リン脂質としてはホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロールおよびそれらの誘導体からなる群から選択されてなるものを利用することが好ましい。より好ましくはホスファチジルエタノールアミンであり、さらに好ましくはＬ−α−ホスファチジルエタノールアミン−ジオレオイルである。
【００１４】
本発明のフィルムは（１）疎水性ポリマー、リン脂質、および疎水性有機溶媒を含む溶液を、温度１０〜３０℃、水の濃度１０００〜１００００ｐｐｍに設定した雰囲気下、基板上に流延し、流状膜を形成する工程、（２）水の濃度３０００〜１５０００ｐｐｍの気体を流量１０〜１５０ｍL／min.cm2で流状膜の表面に吹き付けて、有機溶媒を蒸発させると共に水蒸気を結露させ、流状膜の表面に水滴を形成させる工程、および（３）水滴を蒸発させる工程からなる方法により製造することができる。
【００１５】
（溶液）
溶液は、疎水性ポリマー、リン脂質、および疎水性有機溶媒を含有する。疎水性ポリマーは前述の生分解性ポリマーであることが好ましい。また、疎水性ポリマー成分としては生分解性ポリマーが好ましいが、他の生分解性以外のポリマーを含有していてもよい。リン脂質は、その両親媒性の働きにより、液状膜表面に結露した水滴を有機溶媒中で形状保持する役割を担っている。リン脂質の含有量はポリマー１００重量部に対しリン脂質を０．１〜１００重量部、好ましくは０．２〜１０重量部である、より好ましくは、０．５〜２重量部である。
【００１６】
有機溶剤は、疎水性のものを用いる。これは、上記方法においては液状膜上に水蒸気を結露させ微小な水滴粒子を形成させることが必須であるからである。よって疎水性有機溶媒として、クロロホルム、塩化メチレン等のハロゲン系有機溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、メチルイソブチルケトン、などの非水溶性ケトン類、二硫化炭素などが挙げられる。これらの有機溶媒は単独またはこれらの溶媒を混合して使用してもよい。
【００１７】
また溶液は、相分離や濁りのない均一で透明な溶液が好ましい。
溶液中の、疎水性ポリマー、リン脂質とを併せた溶質濃度は好ましくは０．０１〜１０重量％、より好ましくは０．０５〜５重量％である。
【００１８】
（流延工程）
溶液を基板上に流延し、液状膜を得る工程である。かかる工程は溶液を基板上に流し込むことで行なうことができる。
流延工程の温度条件としては、温度は、有機溶媒が徐々に蒸発する温度であればよく、好ましくは１０〜３０℃、より好ましくは室温である。
【００１９】
また、製造雰囲気中の水の濃度は１０００〜１００００ｐｐｍであり、好ましくは２０００〜９０００ｐｐｍであり、さらに好ましくは、３０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍである。気体としては、空気や窒素・アルゴンガスなどが挙げられる。本発明は、フィルム製造中に水分濃度の高い気体を吹き付ける工程を有しているため、反応装置内を１０００ｐｐｍ未満に維持するのは、実質的ではないことがあり、１００００ｐｐｍ以上では、水の凝結コントロールが難しいことがある。製造雰囲気中の水の濃度を保つには、たとえば、冷却除湿、圧力除湿、デシカント除湿、化学除湿、フィルタ除湿などが挙げられる。このような除湿方法で製造雰囲気中を除湿しても、除湿した気体を反応雰囲気中に流し入れることで調製することも可能である。
【００２０】
基板としては、無機材料、ポリマーまたは液体を使用することができる。無機材料として、ガラス、金属、シリコンウェハー等が挙げられる。ポリマーとして、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテルケトン等が挙げられる。液体として、水、流動パラフィン、液状ポリエーテル等が挙げられる。
【００２１】
（有機溶媒の蒸発工程）
液状膜上に水の濃度３０００〜１５０００ｐｐｍの気体を流量１０〜１５０ｍL／min.cm2で流すことで有機溶媒を蒸発させる工程である。
反応雰囲気の水の濃度は１０００〜１００００ｐｐｍである。
【００２２】
流入する気体の水の濃度は好ましくは３０００〜１５０００ｐｐｍ、より好ましくは４０００〜１４０００ｐｐｍである。水の濃度が３０００ｐｐｍ未満では液状膜上への結露が不十分になり、また、１５０００ｐｐｍを超えると水滴形成のコントロールが難しく好ましくない。気体としては、空気や窒素・アルゴンガスなどが挙げられる。
【００２３】
流量は、製造するフィルム１cm2当たりに、一分間に流入させる気体量である。流入させる気体はフィルムに対して１０〜９０度の角度で吹き付けるようにすることが好ましい。またフィルムに対して１〜２０ｃｍ離れた位置から吹き付けるようにすることが好ましい。
【００２４】
流量は１０〜１５０ｍL／min.cm2であるが、流量が１０ｍL／min.cm2より少ないと水の凝結が不十分になることがある。１５０ｍL／min.cm2より多いと水蒸気の供給が過剰となり、水滴同士の融合が生じる、または、液状膜表面が波打ち、水滴のパッキング性が悪くなることがある。流量はさらに好ましくは２０〜１００ｍL／min.cm2である。本工程において流量は一定でも良いし、蒸発の進行に従って変化させても良い。反応雰囲気の温度は、有機溶媒が徐々に蒸発する温度であればよく、好ましくは１０〜３０℃、より好ましくは室温である。
【００２５】
この工程では、有機溶媒が蒸発すると共に、水蒸気が液状膜表面に結露し水滴が形成される。これは有機溶媒が蒸発するとき潜熱を奪い、液状膜表面の温度が下がり、雰囲気中の水蒸気が液状膜表面に結露するからである。ポリマー中の親水基の働きによって結露した水蒸気と有機溶媒との間の表面張力が減少し、結露した水蒸気は凝集し微小な水滴となる。有機溶媒が蒸発するに伴い、液状膜表面にヘキサゴナル配置で最密充填された微小な水滴が並ぶ。有機溶媒の蒸発が進むに伴い、液状膜中に水滴は沈下し、液状膜の表面は、ポリマーに囲まれた水滴が規則正しく配置された構造となり、液状膜中の有機溶媒が完全に蒸発し、フィルムを形成する。
【００２６】
（水滴の蒸発工程）
有機溶媒が蒸発した後は、結露により生じた水滴が蒸発する。水滴が蒸発することにより、ポリマー上に均一に配置された細孔が形成される。
反応雰囲気の水の濃度は１０００〜１００００ｐｐｍである。反応雰囲気の温度は、水が徐々に蒸発する温度であればよく、１０〜３０℃、好ましくは１５〜３０℃である。
【００２７】
水の蒸発工程中も引き続き気体を流入する。流入する気体としては、同様に空気や窒素・アルゴンガスなどが挙げられる。流入する気体の水の濃度は３０００〜１５０００ｐｐｍ、好ましくは４０００〜１３０００ｐｐｍである。この工程では、最終的に絶対乾燥気体を流すことも可能である。気体の流量は流量１０〜１５０ｍL／min.cm2であり、好ましくは１５〜１３０ｍL／min.cm2である。
【００２８】
水の蒸発工程終了は、たとえば、目視による確認や、フィルム作製基盤に重量測定装置を設置し、重量測定により確認することが可能である。
得られるフィルムの表面には、直径０．１〜１００μｍの細孔が規則正しく形成される。細孔の直径は、好ましくは０．１〜２０μｍであり、より好ましくは１〜１５μｍ、さらに好ましくは１〜１０μｍである。
【００２９】
さらに細孔がハニカム状に配置されていることが好ましく、また隣接する細孔同士が側面で連続孔を形成していることが好ましい。
得られるフィルムの厚さは０．１〜２０μｍであることが好ましい。
【００３０】
フィルムの厚さが充分厚い場合は、基板に接していた裏面は細孔が貫通していない平らな面となる。この場合、細孔の深さは、好ましくは０．１〜１００μｍであり、より好ましくは０．１〜２０μｍであり、さらに好ましくは１〜１５μｍ、さらに好ましくは１〜１０μｍである。また、膜厚が水滴の大きさよりも薄い場合は、細孔が貫通したフィルムが得られる。
【００３１】
以上の工程を経て得られるフィルムは、必要に応じてアニーリングなどの熱処理を行ってもよく、表面洗浄やコーティング、真空乾燥などの後加工を行ってもよい。また細胞培養や生体内への利用を行なうときは、適切な滅菌処理を行なう。
【００３２】
本発明で得られるフィルムの用途は特に制限を受けないが、細胞培養の基材などの利用が好ましい。さらにポリマーが生分解性の時は、癒着防止材やシーラントなど生体内で使用する用途に好ましい。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例により本発明の実施の形態を説明するが、これらは本発明の発明を制限するものではない。
［実施例１］
ポリ乳酸−ポリカプロラクトン共重合体（分子量１６３，０００）のクロロホルム溶液（５ｇ／Ｌ）に対し、ホスファチジルエタノールアミン−ジオレオイル（ＰＥ）を、ＰＥ／ポリ乳酸（重量比）＝１／２００の割合で混合し溶液を調製した。温度２６℃、水の濃度４１００ｐｐｍの反応雰囲気下、基板上に流延し、液状膜を形成させた後、液状膜上に水の濃度１０５００ｐｐｍの空気を流量５０ｍL／min.cm2で流し、溶媒を徐々に蒸発させフィルム作製した。こうして得られたフィルムの表面には細孔が均一に配置され、かつ隣接する細孔と側面で連続孔となっていることを光学顕微鏡および電子走査型顕微鏡にて確認した。表面に見える細孔の直径は４μｍであった。SEM写真および光学顕微鏡写真を図1、２に示す。
【００３４】
［実施例２］
ポリ乳酸（分子量２００，０００）のクロロホルム溶液（５ｇ／Ｌ）に対し、ホスファチジルエタノールアミン−ジオレオイル（ＰＥ）を、ＰＥ／ポリ乳酸（重量比）＝１／２００の割合で混合し溶液を調製した。温度２６℃、水の濃度３９００ｐｐｍの反応雰囲気下、基板上に流延し、液状膜を形成させた後、液状膜上に水の濃度７２００ｐｐｍの空気を流量４０ｍL／min.cm2で流し、溶媒を徐々に蒸発させフィルム作製した。こうして得られたフィルムの細孔の直径は５μｍであった。光学顕微鏡写真を図３に示す。
【００３５】
［実施例３］
吹き付ける空気の水の濃度を１３０００ｐｐｍにする以外は、実施例２と同様の操作を行いフィルム作製し、得られたフィルムの細孔が均一に配置されていることを光学顕微鏡にて確認した。得られたフィルムの細孔の直径は５μｍであった。
【００３６】
［実施例４］
反応雰囲気の水の濃度を５９００ｐｐｍ、吹き付ける空気の水の濃度を４５００ｐｐｍにする以外は、実施例２と同様の操作を行いフィルム作製し、得られたフィルムの細孔が均一に配置されていることを光学顕微鏡にて確認した。得られたフィルムの細孔の直径は５μｍであった。
【００３７】
［実施例５］
吹き付ける空気の水の濃度を７６００ｐｐｍにする以外は、実施例４と同様の操作を行いフィルム作製し、得られたフィルムの細孔が均一に配置されていることを光学顕微鏡にて確認した。得られたフィルムの細孔の直径は５μｍであった。
【００３８】
［実施例６］
反応雰囲気の水の濃度を７９００ｐｐｍ、吹き付ける空気の水の濃度を４３００ｐｐｍにする以外は、実施例２と同様の操作を行いフィルム作製し、得られたフィルムの細孔が均一に配置されていることを光学顕微鏡にて確認した。得られたフィルムの細孔の直径は６μｍであった。
【００３９】
［実施例７］
吹き付ける空気の水の濃度を８９００ｐｐｍにする以外は、実施例６と同様の操作を行いフィルム作製し、得られたフィルムの細孔が均一に配置されていることを光学顕微鏡にて確認した。得られたフィルムの細孔の直径は６μｍであった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１で得られたフィルムの走査型電子顕微鏡写真である。
【図２】実施例１で得られたフィルムの光学顕微鏡写真である。
【図３】実施例２で得られたフィルムの光学顕微鏡写真である。
【図１】
2007154060.tif 000002
【図２】
2007154060.tif 000003
【図３】
2007154060.tif 000004