(57)【要約】【課題】天然蛋白質、蛋白質ファイバーやＤＮＡを含む生体組織をからなる成形品を的確かつ簡便に提供することを目的とする。【解決手段】個人もしくはグループ由来の頭髪を含む体毛又は爪あるいはペット由来の体毛から調製した蛋白質、蛋白質ファイバー及びＤＮＡを含む粒子、あるいは、個人もしくはグループ由来の血液から調製したＤＮＡを含む粉末あるいは溶液をアニオン性高分子電解質水溶液、カチオン性高分子電解質水溶液のいずれか、あるいは、両方に懸濁あるいは溶解し、両水溶液界面での高分子複合体形成を利用することを特徴とする成形品とその製造方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
個人もしくはグループ由来の頭髪を含む体毛又は爪から調製したＤＮＡを含む粒子、あるいは、個人もしくはグループ由来の血液から調製したＤＮＡを含む粉末あるいは溶液をアニオン性高分子電解質水溶液、カチオン性高分子電解質水溶液のいずれか、あるいは、両方に懸濁あるいは溶解し、両水溶液界面での高分子複合体形成を利用することのできることを特徴とする繊維状の成形品とその製造方法。
【請求項２】
請求項１の成形品と方法において、絹、綿、羊毛などの他の糸を芯材として利用することを特徴とする繊維状の成形品、およびそれを含む糸から作られた製品。
【請求項３】
請求項１又は２の方法において、染料又は顔料をアニオン性高分子電解質水溶液、カチオン性高分子電解質水溶液のいずれか、あるいは、両方に懸濁あるいは溶解して発色を特徴とする成形品とその製造方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３の成形品において、成形品の形態が、繊維、編み物、フィルムおよびシート状物、粉体、ゲル及びゲル状物、カプセル及びビーズ状物、不織布及び紙のうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする製品。
【請求項５】
個人もしくはグループ由来の頭髪を含む体毛又は爪粒子あるいは血液からの粉末を成形品の表面にコーティング材として使用した製品。
【請求項６】
個人もしくはグループ由来の頭髪を含む体毛又は爪粒子あるいは血液からの粉末を既存の材料で包み込んだもの、または、圧縮による成形品とその製造方法。
【請求項７】
請求項６の方法において、他の粒子又は粉末と混合させた圧縮による成形品とその製造方法。
【請求項８】
請求項６及び７の成形品において、任意の形状による製品。
【請求項９】
請求項１〜８の製品から、ＤＮＡまたは蛋白質を抽出し、それらを鑑定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人由来の生体組織から作られたＤＮＡを含む粒子、または人由来の血液から作られたＤＮＡを含む粉末あるいは溶液を含有する新規な繊維、編み物、凝集体、フィルム及びシート状物、カプセル及びビーズ状物、不織布及び紙からなる製品又は半製品の製造方法に関する。本願発明に関わる成形品の製造方法の過程では、生体組織から作られたＤＮＡを含む粒子、血液から作られた粉末あるいは溶液、また、これらの混合物から繊維、編み物、凝集体、フィルム及びシート状物、カプセル及びビーズ状物、不織布及び紙などの生産に関する。さらに、これらの粒子、粉末、及びこれらの混合物を天然由来の蛋白質、多糖、ポリアミノ酸、ペプチドに導入あるいはコーティングすることにより、繊維、編み物、凝集体、フィルム及びシート状物、カプセル及びビーズ状物、不織布及び紙などの生産に関する。
【背景技術】
【０００２】
反対の電荷をもつ高分子電解質溶液を混合すると、両者は直ちに対イオンを放出し、クーロン力を介して、ポリイオンコンプレックスを形成する。これを利用して、繊維、ゲル及びゲル状物、カプセル及びビーズ状物を作製し、その物性などを調べるという研究は報告されている。これらの反応系に蛋白質を加えると高効率で繊維内及び表面に導入されることも報告されている。また、従来、蛋白質、ペプチド、多糖、オリゴ糖を含む生体高分子、ならびに、薬剤などの生理活性物質の繊維、編み物、フィルム及びシート状物、ゲル及びゲル状物、カプセル及びビーズ状物、不織布及び紙といった成形品への導入は、そのアミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、あるいはチオール基などを利用し、化学修飾が施されることが普通であった。
【非特許文献１】Ｙａｍａｍｏｔｏ、Ｈ．、ＳＥＮ’Ｉ  ＧＡＫＫＡＩＳＨＩ、５８、３８-４２（２００３）
【非特許文献２】Ｈｉｒａｏ、Ｙ．、Ｏｈｋａｗａ、Ｋ．、Ｙａｍａｍｏｔｏ、Ｈ．、Ｆｕｊｉｉ、Ｔ．、Ｍａｃｒｏｍｏｌ. Ｍａｔｅｒ. Ｅｎｇ、 ２９０、 １６５-１７１（２００５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、後者のような技術では、本来もつ生理作用や生理活性機能の低下あるいは消失が生じたり、免疫原性が高まり生体適合性が低下し、使用している人及びペットなどの動物にとって不具合が生じるケースがある。加えて、多くの薬品の使用と複雑な操作が入るため、製造コストを押し上げるなどの重大な欠陥があった。本発明は、これらの欠点のない簡便で緩和な条件下で蛋白質のみでなくＤＮＡも含む生体組織の一部を安定に導入する方法を提供することにある。
主に生体組織として頭髪を含む体毛を利用している理由は：（１）頭髪を含む体毛は個人レベルで採取が可能（２）ケラチンタンパク質繊維、 DNAなどの生体ファイバーを豊富に含む（３）採取が容易で、比較的多量に採取が可能（４）生合成されているため、再生が可能（５）ほとんど全ての人と動物へ適用が可能であるからである。
【０００４】
本発明は、人由来の頭髪を含む体毛、爪等の生体組織から作られたＤＮＡなどの生体ファイバーを含む粒子あるいは血液由来のＤＮＡなどの生体ファイバーを含む粉末あるいは溶液を導入した繊維、編み物、フィルム及びシート状物、ゲル及びゲル状物、カプセル及びビーズ状物、不織布及び紙を蛋白質、ペプチド、多糖、オリゴ糖などの生体高分子、ならびに、薬剤などの生理活性物質をアニオン性高分子電解質水溶液、カチオン性高分子電解質水溶液のいずれか、あるいは、両方へ溶解し、両水溶液から繊維、編み物、フィルム及びシート状物、ゲル及びゲル状物、カプセル及びビーズ状物、不織布及び紙状の高分子複合体を簡便で、かつ、穏和な条件下で得られることを見出した。なお、背景技術（非特許文献１、２）でもわかるように、これらの固体物の作製に生体組織から作られたＤＮＡなどの生体ファイバーを含む粒子、粉末及び溶液を導入するという新規な発想は、示唆も、開示もなく、まったく知られていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するため、鋭意研究を重ねてきた結果、カチオン性高分子水溶液とアニオン性高分子水溶液から多くの成形品、特に、繊維、カプセル及びビーズ状物へ加工する過程に生体組織の一部である粉末などを容易に導入可能なことを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明の生体組織の一部であるＤＮＡなどの生体ファイバーを含む粉末などを導入した成形品の製造は、生体組織の一部であるＤＮＡなどの生体ファイバーを含む粉末を水あるいは緩衝液に溶解させた後、その電荷によりカチオン性高分子とアニオン性高分子のいずれかあるいは両者へ混合後、両溶液を接触させた後、その界面に形成されるゲル状の膜を利用して化学修飾をすることなしにＤＮＡなどを含む生体組織の一部を導入した成形品へと状態変化させることが可能である。
【０００６】
本発明における界面反応による成形品の製造法は、主に水を媒質として利用し、温度は室温程度、 pHは中性付近、つまり生体内あるいは自然環境に近い緩和な条件で行うことができる。また、ＤＮＡなどを含む生体組織の一部である粉末あるいは溶液、カチオン性高分子とアニオン性高分子の種類、組み合わせ数、濃度を変えることにより、様々な生理機能に加え機械的物性及び吸着性などの機能を容易に制御できうる利点がある。
【０００７】
本発明を要約すると、次の通りである。
（１）「生体組織の一部であるＤＮＡなどの生体ファイバーを含む粉末、粒子及び溶液などをアニオン性高分子電解質水溶液、カチオン性高分子電解質水溶液のいずれか、あるいは、両方へ溶解し、両水溶液界面での高分子複合体形成を利用することを特徴とする成形品の製造方法」である。
【０００８】
（２）「生体組織の一部であるＤＮＡなどを含む粉末、粒子及び溶液をアニオン性高分子電解質水溶液、カチオン性高分子電解質水溶液のいずれか、あるいは、両方との高度高分子複合体からなることを特徴とする成形品」である。  
【０００９】
（３）「上記（１）の方法において、ＤＮＡなどを含む生体組織の一部が頭髪を含む体毛、爪、血液の一種または複数からなり、更に、追加成分として、頭髪を含む蛋白質、爪蛋白質、血液蛋白質、免疫グロブリン、アルブミン類、コラーゲン類、ゼラチン類、絹フィブロイン、絹セリシン、酵素類のうち少なくとも一種を含むことを特徴とする成形品の製造方法」である。
【００１０】
（４）「上記（１）、（３）の方法において、アニオン性高分子電解質がジェラン、カラギーナン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸であることを特徴とする成形品の製造方法」である。
【００１１】
（５）「同様に（１）、（３）、（４）のいずれかの方法において、カチオン性高分子電解質がキトサン、ポリリシン、ポリアルギニン、ポリオルニチンであることを特徴とする成形品の製造方法」である。
【００１２】
（６）「（２）の成形品において、成形品の形態が、繊維、編み物、凝集体、フィルム及びシート状物、ゲル及びゲル状物、カプセル及びビーズ状物、不織布及び紙のうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする製品」である。
【発明の効果】
【００１３】
各種アニオン性高分子電解質とカチオン性高分子電解質に加え、ＤＮＡなどを含む生体ファイバーの粉末、粒子及び溶液の導入に成功した。それが可能となったため、多種多様な組み合わせが可能となった。
【００１４】
繊維、編み物、フィルム及びシート状物、ゲル及びゲル状物、カプセル及びビーズ状物、不織布及び紙の多様な成形品の生産に用いることができるようにし得た。さらにこのため、縫合糸、ガーゼ類、創傷用に被覆材、人工血管、除放及びデリバリーシステム材料、細胞のシール材料、臓器間の結合を抑える隔離材を含む医用材料に加え、化粧品基材、抗アレルギー繊維、抗菌繊維、防カビ繊維などの人に優しい製品製造を可能にし得た。並びに、各種記念品として加工すれば、生体組織を含むという心理的な抵抗感は低減し、想いがこもった製品となる。
【００１５】
導入物質として、使用者本人由来のＤＮＡなどを含む生体組織を使用することによる繊維、フィルム及びシート状物、カプセル及びビーズ状物はＤＮＡを含む個人対応型製品となるため好ましい。縫合糸、ガーゼ類、創傷用に被覆材、人工血管、除放及びデリバリーシステム材料への本人のＤＮＡのみならず本人の蛋白質を導入した製品は拒絶反応の軽減において優れているため、特に好ましい。
【００１６】
ＤＮＡなどを含む生体組織を直接あるいは糸やフィルムなどへ加工して、既存の記念品へ導入する。対象となる記念品としては、お守り、書（紙と墨）、写真、色紙、ネックレス、イヤリング、ロケット、ブレスレット、ミサンガ、ストラップなどの装飾品、 チケット類、カード類、人形、ぬいぐるみ、壁飾り、シール類、カレンダー、お守り、お数珠、写真、色紙、本類、アルバム、お数珠、絵画、ポスター、版画があげられる。
【００１７】
導入物質として、使用者本人由来のＤＮＡなどを含む生体組織を使用することによる繊維、フィルム及びシート状物、カプセル及びビーズ状物はＤＮＡなどを含む個人対応型製品ともなる。このため、ＤＮＡから作られている遺伝子を分析することにより、生体認証に繋げられる。ときには、ＤＮＡ鑑定をも可能する製品と成りうる点において優れている。
【００１８】
電荷をもつ物質としてＤＮＡ以外にオリゴヌクレオチド、蛋白質、ペプチド、多糖、オリゴ糖、薬剤を含む生理活性物質、色素、香料の導入にも優れている。オリゴヌクレオチド、薬剤を含む生理活性物質、色素、香料は天然由来とは限らず、合成されたものをも含むようになし得た。
【００１９】
生体内に含まれる酵素及び自然界に分布する細菌類により分解されうることから生分解性を備えているという特徴を発揮し得るようになし得た。また、キトサン、ジェラン、カラギーナン、ヒアルロン酸などは自然界で大量に生産されているバイオマスであるため循環型の製品化を可能にした。
環境汚染の少ない希酢酸、緩衝液及び水を溶媒に使用することによる、製造過程の安全性と廃液削減など自然環境に配慮した技術となし得た。加えて、特別な設備を用いずに連続生産可能な特徴をもつため、コスト面でも優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
カチオン性高分子電解質としてキトサン、アニオン性高分子電解質としてジェランを用いた。導入する生体組織としてヒト頭髪を含む体毛を裁断し、粉砕器で処理した粉末をジェラン水溶液に混ぜた混合液を調製した。さらに、色付けが必要な場合は、追加成分として染料あるいは顔料を加えて混合し、キトサン水溶液に重層して、その界面をつまみ引っ張ることにより紡糸を行った。糸は、そのままの状態、あるいはエタノール溶液に浸した後、風乾させた。
【００２１】
カチオン性高分子電解質としてキトサン、アニオン性高分子電解質としてジェランを用いた。導入する生体組織としてヒト頭髪を含む体毛を裁断し、粉砕器で処理した粉末をジェラン水溶液に混ぜた混合液を調製した。さらに、色付けが必要な場合は、追加成分として染料あるいは顔料を加えて混合した。ジェラン水溶液とキトサン水溶液を並べておき、絹、綿、羊毛などの糸をジェラン水溶液に十分浸した後、糸の先をつまみプーリーを経てキトサン水溶液に移動させて浸し、さらに引っ張ることによりコーティングさせた。糸は、そのままの状態、あるいはエタノール溶液に浸した後、風乾させた。
【００２２】
これらのハイブリッド繊維は、ある程度の弾力性と強度をもち長期保存が可能である。必要により、撚り合わせることで、さらに弾力性と強度が増す繊維となり、糸に加え、織物、編み物、不織布、フィルム及びシート状物への加工が可能である。この場合のように、使用した全ての成分を抗原性の低い天然由来の物質の組み合わせで作製した場合は、生体適合性の優れた製品の原材料となりうる。
【００２３】
特に、ヒト頭髪を含む体毛、爪、血液由来の粉末、粒子及び溶液を導入した場合は製品の使用対象者自身の生体を原料とした利用が可能であるため、個人対応の製品となる。また、蛋白質分解酵素により繊維構造が脆弱化し、強度が低下することから生分解性を備えた材料となりうる。このため、縫合糸、ガーゼ類、人工血管、創傷用に被覆材、除放及びデリバリーシステム材料、細胞のシール材料、臓器間の結合を抑える隔離材といった医用材料に加え、化粧品基材、抗アレルギー繊維、抗菌繊維、防カビ繊維など人に優しい製品への適用ができる。並びに、各種記念品として加工すれば、生体組織を含むという心理的な抵抗感は低減し、想いがこもった製品となる。
【００２４】
２つの溶液槽に、中空の細いチューブ、送液ポンプを準備する。キトサンの希酢酸水溶液をストック槽に入れる。反応槽には頭髪を含む体毛粉末懸濁液をポリグルタミン酸水溶液に混合させ冷却する。ストック槽に、中空のチューブを入れ、キトサン溶液をポンプにより頭髪を含む体毛粉体・ポリグルタミン酸懸濁液の反応槽に送液し、滴下させる。キトサン溶液は、頭髪を含む体毛粉体・ポリグルタミン酸懸濁液と反応して球状のカプセルを形成する。
カプセルのサイズは、チューブの太さや送液速度により変化する。このカプセルには、生体由来の粉末、粒子及び溶液に加え、蛋白質、遺伝子、薬剤を含む生理活性物質、色素、香料を内部に埋め込むことや、表面に露出させることが可能である。
本発明において、ＤＮＡを含む生体高分子は、ヒトやペットを含む動物からの由来物質のみならず、遺伝子工学、細胞工学を利用して生産したものを含む。
【実施例１】
【００２５】
以下の実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。しかし、本実施例により、本発明の有効性が、限定解釈されるものでない。
【００２６】
０．１５Ｍ 酢酸に濃度が０．５％（ｗ／ｖ）となるようにキトサン（脱アセチル化度７４％、平均分子量９４０、０００）を溶解させ、蒸留水に対して透析をし、フィルターで濾過した。ジェランガム（会合体として、平均分子量９００、０００）を加温にて蒸留水に溶解させ、０．７５％（ｗ／ｖ）溶液とした。ヒト頭髪を７０％（ｖ／ｖ）エタノールで洗浄後、ハサミで２ｍｍ程度に裁断した。これを粉砕器にかけ1〜１００μｍ程度の平均粒子径の粉体とした
【００２７】
この後、０．５％頭髪粒子を含む０．７５％ジェラン水溶液を作製した。４０〜５０℃の水が入ったビーカー上に時計皿をおき、キトサン溶液を入れ、この上に調製した頭髪粒子／ジェラン混合懸濁液をゆっくり滴下し、重層した。キトサン溶液と混合溶液の界面にできるゲル状固形物をピンセットでつまみゆっくり引っ張り上げ紡糸した。形成された繊維は、そのままの状態、あるいはエタノール溶液に浸した後、風乾させた。キトサンとジェランにより得られた繊維は白色であるが、頭髪粒子の混合により茶色を帯びた繊維となり、その太さも太くなる傾向が見られた。得られた繊維を３０％（ｗ／ｖ）尿素、２０％（ｗ／ｖ）チオ尿素、５％（ｗ／ｖ）２-メルカプトエタノールを含む溶液で蛋白質を抽出し電気泳動を行ったところ、元の頭髪粒子に含まれる蛋白質と同様にケラチン、マトリックス蛋白質などが含まれていた。以上の結果、引っ張り上げた固形物はヒト由来の組織の一部である頭髪の粒子とジェランとキトサンによるポリイオンコンプレックスのハイブリッド繊維として回収された。
【実施例２】
【００２８】
以下の実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。しかし、本実施例により、本発明の有効性が、限定解釈されるものでない。
【００２９】
実施例１で調製した頭髪粒子入りジェラン溶液を使用し、この溶液に市販の絹糸を十分な時間インキュベーションして、頭髪粒子を絹糸に結合させた。この後、０．５％（ｗ／ｖ）キトサン溶液を通し、ポリイオンコンプレックスを作ることにより絹糸にコーティングを行った。形成された繊維は、そのままの状態、あるいはエタノール溶液に浸した後、風乾させた。キトサンとジェランにより得られた繊維は白色であるが、頭髪粒子の混合により茶色を帯びた繊維となった。得られた繊維には、頭髪粒子に含まれる蛋白質と同様にケラチン、マトリックス蛋白質などが含まれていた。