(57)【要約】【課題】生分解性及び骨との親和性を有する生分解性ファイバと、その製造方法を提供する。【解決手段】上記の生分解性ファイバの製造方法は、リン酸及びリン酸塩のいずれか一方又は双方と、キトサンとを含むキトサン溶液を、ノズルから、カルシウム含有溶液に放出して、非晶質のリン酸カルシウムが分散した状態で分布したキトサンの繊維状物を得る工程Ａと、キトサンの繊維状物に対し、脱水処理と、リン酸カルシウムをヒドロキシアパタイトにする中和処理とを行い、キトサンの繊維状物に、ヒドロキシアパタイトを分散した状態で分布させる工程Ｂと、キトサンの繊維状物を延伸する工程Ｃとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸及びリン酸塩のいずれか一方又は双方と、キトサンとを含むキトサン溶液を、ノズルから、カルシウム含有溶液に放出して、非晶質のリン酸カルシウムが分散した状態で分布したキトサンの繊維状物を得る工程Ａと、
前記キトサンの繊維状物に対し、脱水処理と、前記リン酸カルシウムをヒドロキシアパタイトにする中和処理とを行い、該キトサンの繊維状物に、該ヒドロキシアパタイトを分散した状態で分布させる工程Ｂと、
前記キトサンの繊維状物を延伸する工程Ｃとを有することを特徴とする生分解性ファイバの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の生分解性ファイバの製造方法において、前記キトサンの繊維状物の延伸を、張力を与えながら該キトサンの繊維状物を巻き取ることにより行うことを特徴とする生分解性ファイバの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の生分解性ファイバの製造方法において、前記生分解性ファイバには、重量比で、前記キトサンの５〜２０％の前記ヒドロキシアパタイトが、分散した状態で分布していることを特徴とする生分解性ファイバの製造方法。
【請求項４】
ヒドロキシアパタイトが分散した状態で分布したキトサンの繊維状物からなることを特徴とする生分解性ファイバ。
【請求項５】
請求項４記載の生分解性ファイバにおいて、前記キトサンの繊維状物に、重量比で、キトサンの５〜２０％の前記ヒドロキシアパタイトが含有されていることを特徴とする生分解性ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工靭帯や縫合糸等に用いられる生分解性ファイバとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
損傷した靭帯の治療法として、人体から採取した腱や、人工靭帯を利用した再建術が挙げられる。人体からの腱の採取は、損傷していない部位を侵襲する必要があるのに対し、人工靭帯の採用は、健全な腱の採取を要さないという利点がある。人工靭帯の素材としては、生体内で分解吸収される生分解性材料を用いることができる。
また、再建術における軟組織の骨への固定においても、組織再建後の抜糸による患者への負担を低減すべく、生分解性材料を素材とする縫合糸を用いることができる。
生体内で使用される生分解性材料の具合例は、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８２７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、広く用いられているポリグリコール酸等を素材とする生分解性材料は、骨との親和性に乏しいという問題がある。また、ナイロン系素材は、骨との親和性に乏しいだけではなく、人工靭帯として利用された際に、変形性膝関節症などの変成疾患を招く恐れがある。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、生分解性及び骨との親和性を有する生分解性ファイバ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う第１の発明に係る生分解性ファイバの製造方法は、リン酸及びリン酸塩のいずれか一方又は双方と、キトサンとを含むキトサン溶液を、ノズルから、カルシウム含有溶液に放出して、非晶質のリン酸カルシウムが分散した状態で分布したキトサンの繊維状物を得る工程Ａと、前記キトサンの繊維状物に対し、脱水処理と、前記リン酸カルシウムをヒドロキシアパタイトにする中和処理とを行い、該キトサンの繊維状物に、該ヒドロキシアパタイトを分散した状態で分布させる工程Ｂと、前記キトサンの繊維状物を延伸する工程Ｃとを有する。
【０００６】
第１の発明に係る生分解性ファイバの製造方法において、前記キトサンの繊維状物の延伸を、張力を与えながら該キトサンの繊維状物を巻き取ることにより行うのが好ましい。
【０００７】
第１の発明に係る生分解性ファイバの製造方法において、前記生分解性ファイバには、重量比で、前記キトサンの５〜２０％の前記ヒドロキシアパタイトが、分散した状態で分布しているのが好ましい。
【０００８】
前記目的に沿う第２の発明に係る生分解性ファイバは、ヒドロキシアパタイトが分散した状態で分布したキトサンの繊維状物からなる。
【０００９】
第２の発明に係る生分解性ファイバにおいて、前記キトサンの繊維状物に、重量比で、キトサンの５〜２０％の前記ヒドロキシアパタイトが含有されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明に係る生分解性ファイバの製造方法によって製造される生分解性ファイバ、並びに、第２の発明に係る生分解性ファイバは、生分解性のあるキトサンを有し、骨との親和性のあるヒドロキシアパタイトが分散した状態で分布しているので、生分解性及び骨との親和性を併せ持ったものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る生分解性ファイバの製造方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る生分解性ファイバの製造方法は、キトサン溶液を、ノズルから、カルシウム含有溶液中に放出する工程Ａと、キトサンの繊維状物に、脱水処理並びに中和処理を行う工程Ｂと、キトサンの繊維状物を延伸する工程Ｃとを有する。以下、詳細に説明する。
【００１３】
生分解性ファイバの製造においては、図１に示すように、まず、キトサン溶液が生成される（ステップＳ１）。
キトサン溶液は、キトサン及びリン酸を含んだ溶液、もしくは、キトサン及びリン酸塩を含んだ溶液、又は、キトサン、リン酸及びリン酸塩を含んだ溶液を意味し、本実施の形態では、粉末状のキトサン及び粉末状のリン酸二水素ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ４）を有機酸に混合し、攪拌することよって、キトサン溶液を生成した。
【００１４】
有機酸には、酢酸を採用したが、これには限定されないのは言うまでもなく、例えば、アスコルビン酸を採用することもできる。生成されるキトサン溶液は、粘性が高いため、攪拌には、高粘度の溶液に対応した機器（例えば、高粘度用スターラ）を用いるのがよい。
生成されたキトサン溶液中には、キトサンに対してリン酸（又は／及びリン酸塩）が、分散して分布した状態になっている。
【００１５】
次に、粘性のあるキトサン溶液を、ポンプによってノズルから押し出し、カルシウム含有溶液内にキトサン溶液を放出する（ステップＳ２）。放出されたキトサン溶液は、カルシウム含有溶液内で、カルシウム含有溶液に溶解することなく、繊維状（糸状）の形を保つ。
そして、キトサン溶液は、カルシウム含有溶液中に、所定時間（本実施の形態では、３〜１０秒の範囲）、浸漬されることによって、リン酸イオンが、カルシウム含有溶液中のカルシウムイオンと反応し、非晶質のリン酸カルシウムとなる。
【００１６】
その結果、繊維状のキトサン溶液は、表面及び内部に、非晶質のリン酸カルシウムが分散した状態で分布したゲル状の繊維状物（以下、キトサンの繊維状物と言う）となる。従って、ステップＳ２により、キトサンの繊維状物が得られる。ここで、非晶質のリン酸カルシウムは、後に、ヒドロキシアパタイトの前駆体になるものである。
本実施の形態では、ノズルから放出されたキトサン溶液が、カルシウム含有溶液中を、所定時間、遊走してキトサンの繊維状物となり、回転している棒材に巻き取られる。
本実施の形態では、カルシウム含有溶液として、高濃度の塩化カルシウム溶液（塩化カルシウム溶液全体を１００質量部として、塩化カルシウムが３０〜７０質量部）を採用しているが、これに限定されず、塩化カルシウム溶液の代わりに、例えば炭酸水素カルシウム溶液や、リン酸一水素カルシウム溶液を用いてもよい。
【００１７】
その後、キトサンの繊維状物は、脱水処理（ステップＳ３）が行われて、剛性が増し、ゲル状から固体状となり、次に、アルカリ溶液によって、中和処理（ステップＳ４）が行われる。キトサンの繊維状物は、キトサンの繊維状物中に分散した状態で分布していたリン酸カルシウムが、中和処理によって、ヒドロキシアパタイトとなり析出する。よって、ステップＳ４によって、キトサンの繊維状物に、ヒドロキシアパタイトを分散した状態で分布させることができる。
【００１８】
ここで、中和処理は、脱水処理の前に行ってもよい。また、本実施の形態では、エタノール溶液に、キトサンの繊維状物を浸漬して、脱水を行っているが、エタノール溶液の代わりに、メタノール溶液やアセトン溶液を用いることができる。そして、本実施の形態では、水酸化ナトリウムによって中和処理を行っているが、これに限定されず、例えば、水酸化カルシウムを用いてもよい。
【００１９】
次に、キトサンの繊維状物を純水によって洗浄した後（ステップＳ５）、キトサンの繊維状物に張力を与えてキトサンの繊維状物を延伸し（ステップＳ６）、生分解性ファイバを生成する。キトサンの繊維状物は、延伸されることによって、延伸前と比較して、分子の配向性が高まり、強度が上昇する。
本実施の形態では、回転速度が調整可能な２本のローラを用いて、キトサンの繊維状物の延伸が行われる。具体的には、一方のローラに巻きつけたキトサンの繊維状物を、張力を与えつつ、他方のローラで巻き取って、キトサンの繊維状物を１．２〜２．０倍の長さに延伸する。
【００２０】
生分解性ファイバに含まれるキトサンは、生分解性及び生体親和性を併せ持ち、更に、生分解性ファイバに分散して含有されたヒドロキシアパタイトは、骨との親和性を有し、骨芽細胞の足場材料として有用である。よって、生分解性ファイバは、生分解性及び骨との親和性を有している。
【００２１】
更に、生分解性ファイバは、強度の点において、重量比（質量比）で、キトサンが１０に対し、ヒドロキシアパタイトが０．５〜２の割合とするのが好ましく、更に好ましくは、キトサンが１０に対し、ヒドロキシアパタイトが０．８〜１．３であることが確認された。
ここで、キトサン対ヒドロキシアパタイトの重量比（質量比）が１０対０．５〜２で、直径約１５０μｍの生分解性ファイバに対し、空気中で、張力を徐々に大きくしながら生分解性ファイバを切断するまで引っ張ったところ、生分解性ファイバは、切断するまで約５％延伸し、更に、切断直前の生分解性ファイバに約２Ｎの張力が与えられることが確認された。
【００２２】
従って、キトサン対ヒドロキシアパタイトの重量比（質量比）が１０対０．５〜２の生分解性ファイバは、生分解性及び骨との親和性に加え、強度や延伸性の点でも、人工靭帯の素材として有効であると考えられる。
また、生分解性ファイバは、一本の生分解性ファイバをそのまま人工靭帯に用いるのではなく、複数本を束ねたり、編んだりする加工によって、最終的に人工靭帯に仕上げられることが想定される。従って、一本の生分解性ファイバでは、強度が、人工靭帯として十分でないとしても、生分解性ファイバの加工物が、全体で、人工靭帯に要求される強度を持てばよい。また、加工の点において、生分解性ファイバは、柔軟性を有し、曲げることができるので、編み込み加工等が可能である。
【００２３】
また、本発明の一実施の形態に係る生分解性ファイバは、ヒドロキシアパタイトが分散した状態で分布したキトサンの繊維状物からなり、例えば、上述した製造方法により製造できる。
そして、強度面の観点より、生分解性ファイバは、キトサンの繊維状物に、重量比で、キトサンの５〜２０％のヒドロキシアパタイトが含有されているのが好ましい。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
【図１】
2016151008.tif 000003