シルク複合ナノファイバー及びその製造方法
【課題】 微細な平均繊維径を持ち、繊維径が揃ったシルク複合ナノファイバー及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】 カイコのシルクフィブロインと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた生分解性素材の少なくとも１種とを主成分とする。カイコのシルクフィブロインのドープと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材のドープとからなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることにより製造する。
【解決手段】 カイコのシルクフィブロインと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた生分解性素材の少なくとも１種とを主成分とする。カイコのシルクフィブロインのドープと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材のドープとからなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることにより製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シルク複合ナノファイバー及びその製造方法に関し、特にカイコ由来のシルクと生分解性を有するポリオキシ酸や多糖類とからなるシルク複合ナノファイバー及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノスケールの繊維径を持つファイバーをエレクトロスピニング技術を応用して製造する技術が進展している。このナノファイバーは、「エレクトロスピニング」装置を用いて製造できるナノオーダーの極細のファイバーである。このエレクトロスピニング技術によれば、所定の濃度のポリマードープを入れた貯蔵タンクに陽極電極を入れ、一定の距離を隔てて陰極板（コレクター）を設置し、陰極と陽極との間に電圧を印加して両電極間に電気引力を生じさせ、この電気引力がポリマー溶液の表面張力以上となると、静電力により紡糸ノズルから陰極板に向かって霧状態の微細なポリマージェットが噴射され、その結果、ナノファイバーが陰極板上に吹き付けられて積層される。
【０００３】
このエレクトロスピニングにより得られるナノファイバーは、その太さがナノ〜マイクロメートルのオーダーであり、このファイバー集合体の表面積が極めて大きいため、生体適合性機能の発現可能なナノファイバーは、再生医療工学、創傷材料等のヘルスケアー分野、バイオテクノロジー分野、エネルギー分野から新素材として関心が寄せられている。
【０００４】
エレクトロスピニング技術が開発された当初は、アクリル樹脂やポリエチレン、ポリプロピレン等のナノファイバーの素材の開発に対して、この技術が応用されていたが、最近は、液晶性高分子、ＤＮＡ、タンパク質、導電性高分子等の機能性高分子のドープからナノファイバーを製造する技術が開発されている。
【０００５】
例えば、シルクのナノファーバーを製造するための従来技術としては、絹フィブロイン及び／又は絹様材料を溶解する溶媒としてヘキサフルオロアセトン水和物（以下、ＨＦＡｃとも称す。）を用い、絹フィブロイン繊維から製造した絹フィブロイン及び／又は絹様材料を溶解してシルクドープを製造し、このシルクドープを用いてエレクトロスピニングする手法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記特許文献１には、絹フィブロイン及び／又は絹様材料をＨＦＡｃに溶解した溶液（絹フィブロインドープ、すなわちシルクドープ）を用いて紡糸してなる繊維、フィルム、不織布及びその製造技術が開示されている。すなわち、絹フィブロイン繊維を溶解して得た絹フィブロイン膜をＨＦＡｃに溶解し、得られたシルクドープを用いてエレクトロスピニングによりシルク様繊維を製造している。
【０００７】
また、ポリオキシ酸、多糖類、シルクのナノファイバーの製造についての知見はあるが、シルクとポリオキシ酸とからなシルク複合ナノファイバー、又はシルクと多糖類とからなるシルク複合ナノファイバーの製造及びその利用に関しては知られていない。さらに、シルクとポリオキシ酸とを含むシルク複合ナノファイバー、又はシルクと多糖類とを含むシルク複合ナノファイバーで、かつ平均繊維径が微細で繊維径分布が揃っているシルク複合ナノファイバー及びその製造法についても知られていない。
【０００８】
医用分野で用いられるポリオキシ酸には、酵素作用の影響を受けて、劣化・生分解して低分子化するものが多い。ポリ乳酸やポリグリコール酸などのポリオキシ酸は最近用いられる代表的な生分解性有機素材であり、体内埋め込み材、デリバリー用材料又は医薬品の徐放担体として広範に利用され、また、生分解性プラスチックとして利用されつつあるが、ポリオキシ酸は高価格であることが普及上の問題となっている。
【０００９】
ポリ乳酸やポリグルコース酸等のポリオキシ酸は、無毒であり生分解性素材として広く用いられ、高重合体が得られる強度等力学的特性の良い材料であり、体内に埋込むと数週間後に体内で吸収され、水と二酸化炭素とに分解してしまう。ポリグルコール酸は、こうした優れた生化学的な特性を持つ反面、価格が高く、結晶性が高く、硬すぎて軟組織適合性が低い、分解速度が制御し難い、素材に化学修飾をすることで生分解性を調節することが困難であるという問題がある。
【００１０】
例えば、多糖類を含んでなるナノスケールの繊維及び成形体については知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献には、繊維径が５００ｎｍ以下の多糖類のナノファイバー及びその製造方法が開示されている。また、多糖類以外の添加物を含む複合組成物としての多糖類ナノファイバーの製造についても知られており、安全性が高く、細胞毒性がなく、比表面積が大きいため、医療材料分野で利活用できるものとされている。
【００１１】
また、アルギン酸誘導体等の多糖類１０重量部と、曳糸性付与剤０．４〜１．２重量部とを含む組成物からなり、曳糸性付与剤が重量平均分子量６０万〜６５０万の熱可塑性樹脂であり、平均繊維径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満である多糖類ナノファイバーが知られている（例えば、特許文献３参照）。ここで用いられる熱可塑性樹脂として、ポリエチレンオキサイド（本明細書中では、以下、ＰＥＧと略記することもある）が例示されているが、この樹脂は、多糖類ナノファイバーに熱可塑性機能を付与することが目的とするものであり、ナノファイバー繊維径の制御を目的としては用いられていない。
【００１２】
ファインケミストリーと呼ばれる「微粒子・粉体を原料として使用する分野」は、塗料、土木・建築、医薬品、農薬、化粧品、食品、トナー、コーティング剤、エレクトロ・セラミックス等、多岐にわたる。こうした分野での先端素材には、超微粒子化、表面改質、複合化など微粒子・粉体の機能化が基盤技術となっている。このような技術分野において、シルクと他の物質とからなり、平均繊維径が揃い、かつ繊維径にバラツキがないシルク複合ナノファイバーを提供できれば、付加価値の高い利用が可能となるものと考えられる。
【００１３】
シルクとポリオキシ酸又は多糖類とからなるシルク複合ナノファイバーは、繊維径が微細なものほど、また、繊維径が揃った繊維径にバラツキのないシルク複合ナノファイバーほど付加価値が高く、有用であるが、このようなシルク複合ナノファイバーは知られていない。
【００１４】
さらに、シルクドープを用いてエレクトロスピニングする前の工程で、シルクドープにポリエチレンオキサイドのような生体適合性高分子を含ませエレクトロスピニングすることで、シルクをベースにした生体組織に悪影響を及ぼさない新素材及びその製造方法が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【００１５】
さらにまた、非イオン界面活性剤（Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００）をポリビニルピロリドンに加えると、ポリビニルピロリドン水溶液の表面張力が低下し、その結果、エレクトロスピニングによる紡糸状態が改善でき、極細のポリビニルピロリドンのナノファイバーが製造できることが知られている（非特許文献１）。しかしながら、例えば、優れた水溶性を示し、非解離性の高分子であるポリビニルピロリドンと違って、試料が置かれたｐＨ環境によっては正負の電荷を持ち得る両電解性の絹タンパク質と非イオン界面活性剤とからなるドープから直接極細の絹タンパク質ナノファイバーを製造するための従来技術は知られていない。
【００１６】
上記従来のエレクトロスピニング法により極細のシルク複合ナノファイバーを製造するには、ドープ濃度、印加電圧、陽極・陰極間距離、溶液送り出し速度等の紡糸条件を変えながら、ナノファイバーの最適製造条件を試行錯誤的に検討する必要があった。このことからも、シルク複合ドープから、エレクトロスピニングで製造できるシルク複合ナノファイバーの太さを極細にするには、ドープの濃度を変える手段の他に、様々な製造条件を変えながら所望の条件に合う最適条件を探索することが不可欠であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００４−６８１６１号公報
【特許文献２】特開２００５−２９０６１０号公報
【特許文献３】特開２００９−４１１１７号公報
【特許文献４】特開２００６−５０４４５０号公報
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】Shu-Qian Wang, Ji-Huan He, and Lan Xu, Non-ionic surfactants for enhancing electrospinability and for the preparation of electrospun nanofibers, Polymer Int 57:1079-1082 (2008)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
有機高分子からなる素材で生体分解機能を備えたものが市場に出回るようになってから久しい。開発研究が進み、医工学分野で実用的にも多く用いられているのは、有機高分子の中でもポリグリコール酸やポリ乳酸等のポリオキシ酸である。ポリ乳酸（以下、ＰＬＡと略記することもある）は、体内の酵素で加水分解が起き易いため、生体内分解吸収性素材として広く活用されている。
【００２０】
繊維状のＰＬＡのガラス転移温度は、ポリエステル（ＰＥＴ）繊維のガラス転移温度と類似しているため、ＰＬＡ繊維はＰＥＴ繊維とよく似た機械的性質を示す。ただし、ＰＬＡは、ＰＥＴに比べて結晶化速度が遅いため、通常の紡糸工程、延伸工程では分子が十分に配向、結晶化が進まず、この結果、ＰＬＡの引張り強度や寸法安定性が不十分であること等が実用機能上の問題となっている。ポリグリコール酸やポリ乳酸は優れた耐薬品性を示す。ポリオキシ酸は高分子量のものほど分解速度が遅くなる。分解速度を制御させようとして分子量の高いポリ乳酸やポリグリコール酸を製造するには、多くの手間や熟練した高度の技術が必要である。そのため、現在、ポリオキシ酸の利用は、吸収性縫合糸のような医療用途や化粧品用途に限定されている。
【００２１】
生体内での生分解性が制御でき、製造価格が安く、しかも、生分解の結果、副産物としてホルムアルデヒドのような有害物質を生じない素材であって、かつ生分解の結果、分解生産物に細胞毒性が無く、生体安全上の問題が無く、生体組織に安全な生分解性素材の開発が強く望まれてきた。
【００２２】
家蚕絹糸や野蚕絹糸は、かつて外科手術用縫合糸として利用されたことからも分かるように、ＰＬＡと同様に生体安全性素材であり、ポリ乳酸を含むシルク複合ナノファイバーも同様に生分解性素材であり、分解の結果、分解生産物に細胞毒性が無く、生体安全上の問題が無く、生体組織に安全な生分解性素材である。
【００２３】
従って、ポリオキシ酸（例えば、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、乳酸とグルコール酸との共重合物等）、又は多糖類（例えば、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、硫酸セルロース等）をベースにしたシルク複合ナノファイバーを経済的に、しかも効率的に製造する技術開発が強く望まれてきた。
【００２４】
上記したポリ乳酸は、「溶ける縫合糸」として関心が寄せられており、微生物による生分解性機能を持ち、生体組織との生体適合性に優れており、生体バイオ材料として医療分野を中心に広範に利用されている。カイコ由来のシルクフィブロイン（以下、「シルク」又はシルクタンパク質と略記することもある。）も外科用の縫合糸として多く利用されており、ポリ乳酸と同様に生体適合性を持つため、今後の素材開発の可能性を秘めている。シルクタンパク質単独で使用すると、強度や分解挙動を制御し難いという問題がある。シルクタンパク質とポリ乳酸との特徴を活用しながら、双方の特徴を上回る新しい複合素材が開発できれば、各種産業資材として利用できる可能性が開けるはずである。
【００２５】
そこで、本発明者らは、双方の素材の特性を上回る新素材の開発を目的にして、近年研究が盛んなエレクトロスピニングによる製造技術を用いて、ポリ乳酸等のポリオキシ酸や多糖類とシルクタンパク質との複合素材からなる膜状試料又はナノファイバーを製造するべく研究を行っている。
【００２６】
本発明の課題は、絹タンパク質の持つ優れた成形性と強度等の力学的特性、生体親和性、及び無毒で良好な生分解性に加えて、シルクの生化学特性と同様の生体親和性、及び無毒で良好な生分解性を持つポリ乳酸やポリグルコース酸等のポリオキシ酸の優れた特性を兼ね備えたシルク複合ナノファイバーであって、かつ微細な平均繊維径を持ち、繊維径が揃ったシルク複合ナノファイバー、及びその製造方法を提供することにある。
【００２７】
本発明の課題はまた、生分解性制御が可能なシルク複合ナノファイバーであって、細胞付着増殖能力を持ち、かつ合成高分子基質との相互作用性に優れた生分解性素材として有用なシルク複合ナノファイバー及びその製造技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明のシルク複合ナノファイバーは、カイコのシルクフィブロインと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材とを主成分とするシルク複合ナノファイバーであって、シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を、一般に７〜７５ｗｔ％、好ましくは１０〜６０ｗｔ％、より好ましくは２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含んでいることを特徴とする。
【００２９】
ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物の含有量が低いほど、例えば２０ｗｔ％未満、７ｗｔ％未満、１０ｗｔ％未満であると、シルク複合ナノファイバーに占めるポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物の数量が少なくなるにつれて、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物に基づく生分解等の生化学特性が発現し難い傾向があり、また、含有量が高いほど、例えば６０ｗｔ％、７５ｗｔ％を超えるにつれて、上記含有量が低い場合と逆にシルクに基づく生分解等の生化学特性が発現し難い傾向がある。また、ポリオキシ酸と多糖類との混合物の比率には制限はなく、任意の割合で混合できる。
【００３０】
ポリオキシ酸と多糖類との混合物の場合は、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）である。この混合物が２０ｗｔ％未満であると、上記したように、生分解等の生化学特性が発現し難い傾向があり、また、５０ｗｔ％を超えると、２０ｗｔ％未満の場合と逆にシルクに基づく生分解等の生化学特性がやや発現し難い傾向がある。
【００３１】
本発明のシルク複合ナノファイバーはまた、カイコのシルクフィブロインと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた生分解性素材の少なくとも１種とを主成分とし、さらにＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）、又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめてなるシルク複合ナノファイバーであって、シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を、一般に７〜７５ｗｔ％、好ましくは１０〜６０ｗｔ％、より好ましくは２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなることを特徴とする。ポリオキシ酸と多糖類との混合物の場合は、上記したように、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）である。
【００３２】
ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方の含有量が５ｗｔ％未満であると、シルク複合ファイバーに占めるＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方の含有量が少なく、ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方により発現する生化学的特性が現れ難い傾向があり、また、４５ｗｔ％を超えると、シルクの生化学特性が現れ難いという傾向がある。
【００３３】
本発明のシルク複合ナノファイバーはさらに、カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの混合ドープを複合してなるシルク複合ドープをエレクトロスピニングしたものであることを特徴とする。このシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を、一般に７〜７５ｗｔ％、好ましくは１０〜６０ｗｔ％、より好ましくは２０〜６０ｗｔ％（以下、同じ）、残部シルクスポンジを含んでなる。
【００３４】
本発明のシルク複合ナノファイバーはさらにまた、カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの混合ドープを複合してなるシルク複合ドープに対し、さらにＰＶＡ、ＰＥＧ、又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめたドープをエレクトロスピニングしたものであることを特徴とする。
【００３５】
上記ＰＶＡ／ＰＥＧ含有シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなることを特徴とする。
【００３６】
上記シルク複合ナノファイバーにおいて、ポリオキシ酸が、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であり、多糖類が、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であることを特徴とする。
【００３７】
上記シルク複合ナノファイバーにおいて、カイコが、家蚕幼虫又は野蚕幼虫であることを特徴とする。
【００３８】
本発明のシルク複合ナノファイバーの製造方法は、カイコのシルクフィブロインのドープと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材のドープとからなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーを製造することを特徴とする。
【００３９】
上記シルク複合ナノファイバーの製造方法において、ポリオキシ酸が、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であり、多糖類が、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であることを特徴とする。
【００４０】
上記シルク複合ナノファイバーの製造方法において、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含んでいることを特徴とする。ポリオキシ酸と多糖類との混合物の場合は、上記したように、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）である。
【００４１】
本発明のシルク複合ナノファイバーの製造方法はまた、カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの混合ドープを複合してシルク複合ドープを得、このシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーを製造することを特徴とする。この場合、シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又は該ポリオキシ酸と該多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなる。
【００４２】
本発明のシルク複合ナノファイバーの製造方法はさらに、カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの混合ドープを複合してシルク複合ドープを得、このシルク複合ドープにさらにＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめ、かくして得られたドープを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーを製造することを特徴とする。
【００４３】
上記ＰＶＡ／ＰＥＧを含むシルク複合ナノファイバーの製造方法において、ポリオキシ酸が、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であり、多糖類が、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であることを特徴とする。
【００４４】
上記ＰＶＡ／ＰＥＧを含むシルク複合ナノファイバーの製造方法において、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又は該ポリオキシ酸と該多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなることを特徴とする。
【００４５】
本発明のシルク複合ナノファイバーの製造方法において、カイコが、家蚕幼虫又は野蚕幼虫であることを特徴とする。
【００４６】
上記したシルク複合ナノファイバー及びその製造方法において、使用されるポリオキシ酸及び多糖類の例、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物の含有量、その他の要件は、全て共通である。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、絹タンパク質の持つ優れた成形性と強度等の力学的特性、生体親和性、及び無毒で良好な生分解性に加えて、シルクの生化学特性と同様の生体親和性、及び無毒で良好な生分解性を持つポリオキシ酸及び／又は多糖類の優れた特性を兼ね備えたシルク複合ナノファイバーであって、微細な平均繊維径を持ち、かつ繊維径が揃ったシルク複合ナノファイバーを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例９において製造されたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径に対する各組成比（以下、重量比ともいう。）との関係を示すグラフ。
【図２】実施例１０において製造されたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径に対する各組成比との関係を示すグラフ。
【図３】実施例１１において製造されたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径、その標準偏差とＰＬＡ／ＳＦ重量比との関係を示すグラフ。
【図４】実施例１２において製造されたシルク複合ナノファイバーのＳＥＭ画像。
【図５】実施例１７において製造されたシルク・プルランナノファイバー、シルク・ペクチンナノファイバー、シルク・硫酸セルロースナノファイバーのＳＥＭ画像。
【図６】実施例１８において製造されたナノファイバーの平均繊維径と繊維径の標準偏差と印加電圧との関係を示すグラフ。
【図７】実施例２２において製造されたプルランナノファイバーに混在するプルランビーズの平均直径（ｎｍ）とその標準偏差と印加電圧（ｋＶ）との関係を示すグラフ。
【図８】実施例２３において製造されたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径に対するシルク含有割合との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーの実施に形態によれば、このシルク複合ナノファイバーは、家蚕幼虫又は野蚕幼虫のカイコのシルクフィブロインと、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種のポリオキシ酸である生分解性素材、並びにキトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の多糖類である生分解性素材から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材とからなり、シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を、一般に７〜７５ｗｔ％、好ましくは１０〜６０ｗｔ％、より好ましくは２０〜６０ｗｔ％（以下、同じ）、残部シルクフィブロインを含んでいる。この場合、ポリオキシ酸と多糖類との混合物は、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）含まれている。
【００５０】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーの別の実施の形態によれば、このシルク複合ナノファイバーは、カイコのシルクフィブロインと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた生分解性素材の少なくとも１種とを主成分とし、さらにＰＶＡ、ＰＥＧ、又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめてなり、シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなるものである。この場合、ポリオキシ酸と多糖類との混合物は、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）含まれている。
【００５１】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーのさらに別の実施の形態によれば、このシルク複合ナノファイバーは、家蚕幼虫又は野蚕幼虫のカイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、上記ポリオキシ酸である生分解性素材をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、及び／又は上記多糖類である生分解性素材を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープを複合してなるシルク複合ドープをエレクトロスピニングしたものであり、このシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなる。この場合、ポリオキシ酸と多糖類との混合物は、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）含まれている。
【００５２】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーのさらに別の実施の形態によれば、このシルク複合ナノファイバーは、上記シルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、上記ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、及び／又は上記多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープを複合してなるシルク複合ドープに対し、さらにＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめたドープをエレクトロスピニングしたものであり、このシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方は、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなる。この場合、ポリオキシ酸と多糖類との混合物の場合は、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）含まれている。
【００５３】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーの製造方法の実施の形態によれば、このナノファイバーは、上記シルクフィブロインのドープと、上記ポリオキシ酸である生分解性素材のドープ及び／又は上記多糖類である生分解性素材のドープとからなる複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることにより製造でき、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を、一般に７〜７５ｗｔ％、好ましくは１０〜６０ｗｔ％、より好ましくは２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含むように製造する。
【００５４】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーの製造方法の別の実施の形態によれば、このシルク複合ナノファイバーは、上記シルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、上記ポリオキシ酸である生分解性素材をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ及び／又は上記多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープを複合してシルク複合ドープを得、このシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることにより製造でき、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含むように製造する。
【００５５】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーの製造方法のさらに別の実施の形態によれば、このシルク複合ナノファイバーは、上記シルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、上記ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ及び／又は上記多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープを複合してシルク複合ドープを得、このシルク複合ドープにさらにＰＶＡ及び／又はＰＥＧを含有せしめ、かくして得られたドープを用いてエレクトロスピニングすることにより製造でき、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含んでおり、ＰＶＡ及び／又はＰＥＧを、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有してなる。この場合、ポリオキシ酸と多糖類との混合物は、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）含まれている。
【００５６】
以下、上記実施の形態について、さらに詳細に説明する。
本発明で用いることが可能なカイコの絹タンパク質は、家蚕（Bombyx mori）幼虫から得られる家蚕絹糸本体の絹フィブロイン（シルクとも略記する）、又は野蚕に属する柞蚕（Antheraea pernyi）、天蚕（Antheraea yamamai）、タサール蚕（Antheraea militta）、ムガ蚕（Antheraea assama）、エリ蚕、シンジュ蚕等の幼虫から得られる野蚕絹フィブロインである。家蚕としては、農家が飼育する家蚕（Bombyx mori）、家蚕の近縁種のクワコ幼虫由来の絹タンパク質が利用できる。
【００５７】
家蚕絹糸の本体である絹フィブロイン繊維を調製する場合には、カイコが吐糸した家蚕繭糸を炭酸ナトリウム等のアルカリ水溶液で煮沸することでセリシンを除去して調製できる絹フィブロイン繊維が出発物質である。絹フィブロイン繊維を溶解するには、濃厚な中性塩水溶液に絹フィブロイン繊維を溶解し加熱するとよい。この絹フィブロイン水溶液には、絹フィブロインの他に中性塩に基づくイオンが多く含まれるので、セルロース製の透析膜に入れ、水道水で２日〜５日間透析処理を行うと、純粋な絹フィブロイン水溶液が製造できる。この絹フィブロイン水溶液に微量のアルコールを添加して凍結乾燥することで多孔質状態のシルクスポンジ（後述する）が製造できる。
【００５８】
また、柞蚕絹糸又は天蚕絹糸等の野蚕絹糸から絹フィブロイン繊維を調製するには、野蚕繭糸の重量に対して５０倍量の０．１％過酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、９８℃で１時間処理してセリシンを除去し、かくして調製された野蚕絹フィブロイン繊維を、チオシアン酸リチウム等の溶解性の高い中性塩で溶解することで、野蚕絹フィブロイン水溶液が調製できる。これを家蚕絹糸と同様に透析処理して脱塩することで野蚕絹フィブロイン水溶液が調製できる。この絹フィブロイン水溶液に微量なアルコールを加えて凍結乾燥することで多孔質状態のシルクスポンジが製造できる。
【００５９】
家蚕又は野蚕由来のシルクスポンジを蟻酸に溶解してシルク蟻酸ドープを製造できる。
（Ａ）家蚕絹フィブロイン・シルクスポンジの製造：
家蚕繭糸の外層を膠着するセリシンを取り除くため、マルセル石鹸０．２％、炭酸ナトリウム０．０５％の混合溶液に入れ、９８℃で３０分間煮沸すると絹フィブロイン繊維が調製できる。１０ｇの絹フィブロイン繊維を８．５Ｍの臭化リチウム溶液に浸漬し、５５℃以上で１５分処理すると絹フィブロイン繊維は溶解する。この中性塩水溶液をセルロース製の透析膜にいれ、両端を縫糸でくくって５℃の水道水又は純水に４〜５日間入れてリチウムイオンを完全に除くことで、絹フィブロイン水溶液が調製できる。絹フィブロイン水溶液を蒸発させて濃度を高めたり、又は水を加えることで濃度を下げて、約１．６％ １Ｌ絹フィブロイン水溶液を調製し、この水溶液にメタノールを３ｍＬ添加した後、凍結乾燥することで多孔質体のシルクスポンジが製造できる。
【００６０】
絹蛋白質繊維（絹糸）を溶解するには、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、臭化リチウム、チオシアン酸リチウム等の濃厚な中性塩水溶液に絹糸を入れ加熱する。中性塩濃度は５〜９Ｍ程度であり、溶解温度は２５〜７０℃程度であればよい。溶解温度は６０℃以下が好ましい。溶解温度が高温になると絹タンパク質の分子量が低下し、素材の高分子性が失われてしまう危険性があるからである。また、溶解時間は１〜２０分程度に設定することが好ましい。中性塩の中でも絹タンパク質繊維を良好に溶解するものは、絹フィブロイン繊維の溶解力に優れたリチウム塩であり、通常は臭化リチウムが好ましい。８Ｍ以上、好ましくは８．５Ｍ以上の臭化リチウム水溶液であれば、５５℃以上、１５分以上の処理で絹タンパク質繊維は溶解する。
【００６１】
或いはシルクスポンジは次のようにして製造できる。すなわち、家蚕カイコの生糸を、濃度０．０７％炭酸ナトリウム溶液を用いて１時間煮沸して絹セリシンを除去して絹フィブロイン繊維（精練絹）６．５ｇを製造し、これを濃度９．５モルの臭気リチウム水溶液に溶解させ、蒸留水で十分透析してリチウムイオンを完全に除去して濃度１．８％の再出絹フィブロイン水溶液を得た。そして得られた濃度１．８％１リットルの再生絹フィブロイン水溶液に９９％メタノールを３ミリリットル加え室温で静置するとフィブロイン水溶液がゲル化して沈殿を生ずる。これを凍結乾燥装置に入れて減圧下で乾燥することによりシルクスポンジが製造できる。
【００６２】
（Ｂ）野蚕絹フィブロイン・シルクスポンジの製造：
野蚕絹糸を溶解して野蚕絹フィブロイン水溶液を調製するには、野蚕繭糸の周囲を覆う絹セリシンを家蚕絹セリシンの精練とは異なる方法で除去する必要がある。野蚕絹糸の表面にはタンニンが付着し、蛋白質を強く不溶化させているので、これを除去するには、野蚕繭糸を繭糸重量に対して５０倍量の０．１％過酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、９８℃で１時間処理してセリシンを予め除去しておく必要がある。セリシンを除去した野蚕絹フィブロイン繊維をチオシアン酸リチウム等の溶解性の高い中性塩で溶解し、さらにセルロース製の透析膜に入れて純水で透析することで野蚕絹フィブロイン水溶液が調製できる。
【００６３】
絹タンパク質繊維を溶解した中性塩水溶液から純粋な絹タンパク質水溶液を得るには、絹タンパク質の中性塩水溶液をセルロース製の透析膜にいれ、両端を縫糸でくくって室温の水道水又は純水に４〜５日間入れ、リチウムイオンを完全に除くことが必要であり、かくして野蚕絹フィブロイン水溶液が調製できる。野蚕絹糸として、例えば柞蚕絹糸を用いると、調製できるのは柞蚕絹フィブロイン水溶液となる。
【００６４】
約１．６％ １Ｌ絹フィブロイン水溶液を調製し、この水溶液に３ｍＬメタノールを添加した後、凍結乾燥することで多孔質体のシルクスポンジが製造できる。
【００６５】
上記のようにして絹フィブロイン水溶液から製造したフィブロインスポンジ（シルクスポンジともいう）を蟻酸等の溶媒に溶かすことによりシルクドープが得られる。その製造方法は後述する。
【００６６】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーは、上記したような家蚕幼虫又は野蚕幼虫から調製されたシルクフィブロインやシルクスポンジと、第２物質としてのポリオキシ酸及び／又は多糖類、さらに所望によりＰＶＡ及び／又はＰＥＧとを含んでいるものである。
【００６７】
本発明のシルク複合ナノファイバーは、シルクドープと、ポリオキシ酸をジクロロメタン又はクロロフォルムに溶解して調製するドープ及び／又は多糖類を蟻酸に溶解して調製するドープ、さらに所望によりＰＶＡ及び／又はＰＥＧのドープとを室温で静かに混合してシルク複合ドープを得、このドープを用いてエレクトロスピニングすることにより製造できる。
【００６８】
上記家蚕のシルク・絹フィブロインと複合できる第２物質は、上記したように、ポリオキシ酸、多糖類である。水溶性の家蚕絹フィブロインドープに第２物質のドープを加えて製造できるシルク複合ドープをエレクトロスピニングすることでシルク複合ナノファイバーが製造できる。
【００６９】
シルクドープとポリオキシ酸ドープとを配合する場合のドープの量比、シルクドープと多糖類ドープとを配合する場合のドープの量比、シルクドープとポリオキシ酸ドープ及び多糖類ドープとを配合する場合のドープの量比、及び所望により、さらにＰＶＡ及び／又はＰＥＧのドープを配合する場合の量比は自由に変えることができ、その結果、シルクとポリオキシ酸及び／又は多糖類（所望により、さらにＰＶＡ及び／又はＰＥＧ）との量比の異なるシルク複合ナノファイバーが製造できる。
【００７０】
本発明者らは、シルクドープ及び多糖類のドープを調製する溶媒として、蟻酸が共通に利用できることを新たに見出し、シルク蟻酸ドープと多糖類蟻酸ドープとを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーが製造できることを見出した。
【００７１】
絹タンパク質を溶解する溶媒には、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）、１, １, １, ３, ３, ３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）、蟻酸（ＦＡ）があり、エレクトロスピニングを実施するために使用する溶媒として特に好ましいのはＦＡである。多糖類を溶解する溶媒には、ＴＦＡ、ＨＦＩＰ、ＦＡがあるが、エレクトロスピニングを実施するために使用する溶媒として特に好ましいのはＦＡである。
【００７２】
シルクと多糖類とのシルク複合ドープや、シルクとポリオキシ酸とのシルク複合ドープや、シルクと多糖類及びポリオキシ酸とのシルク複合ドープを製造するには、シルクドープ及び多糖類ドープや、シルクドープ及びポリオキシ酸ドープや、シルクドープ、多糖類ドープ及びポリオキシ酸ドープを室温で複合（混合ともいう）すればよく、この複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることで各成分の組成含量が任意に含まれるシルク複合ナノファイバーが製造できる。
【００７３】
エレクトロスピニングにより製造できるシルク複合ナノファイバー又は場合によってはビーズ形態物の存在量は、シルク、多糖類、ポリオキシ酸を溶解する溶媒、組成の重量比、エレクトロスピニング条件の印加電圧等により制御できる。
【００７４】
次に、本発明で用いるポリオキシ酸、多糖類、陰イオン性界面活性剤について、エレクトロスピニングによるシルク複合ナノファイバーの製造について、及びシルク複合ナノファイバーの太さ（繊維径）評価について説明する。
【００７５】
（Ａ）ポリオキシ酸について：
本発明で利用できる生分解性挙動を有するポリオキシ酸としては、上記したように、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸の共重合物が例示できる。
【００７６】
これらの生体高分子の内、生体内吸収性の医用材料として活発な研究が展開し、臨床的にも手術用の吸収性縫合糸としての利用で実績のあるポリ乳酸を中心に以下の実施例で説明する。
【００７７】
ポリグリコール酸、ポリ乳酸に代表されるポリオキシ酸の生分解性ポリマーを溶解する溶媒としては、１, １, １, ３, ３, ３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）、トリクロロ酢酸（ＴＦＡ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等を挙げることができる。
【００７８】
次にポリオキシ酸の一般的な特性を説明する。乳酸には不斉炭素が１つあるためポリ乳酸には、Ｌ体とＤ体との２種が存在する。Ｌ体の重合物はポリ−Ｌ−乳酸（以下、ＰＬＬＡともいう）、Ｄ体の重合物はポリ−Ｄ−乳酸（以下、ＰＤＬＡともいう）である。乳酸がエステル結合によって重合し、長くつながった高分子がポリ乳酸であり、ポリ乳酸は微生物などにより分解し二酸化炭素と水になる。ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸とがランダムに重合したポリ−ＤＬ−乳酸（ＰＤＬＬＡ）は、結晶性が低過ぎて実用性に乏しい。Ｄ体とＬ体が繰り返し重合したブロック重合物が製造され研究が進んでいる。ポリ乳酸は、衣料用途としてＴシャツやユニフォーム等、生活雑貨用途にも幅広く展開されている。生分解性を利用した、農業用シートや園芸ネットなどにも利用されている。
【００７９】
医用分野で用いられるポリオキシ酸には、酵素作用の影響を受けて、劣化・生分解して低分子化するものが多い。ポリ乳酸やポリグリコール酸などのポリオキシ酸は、最近用いられている代表的な生分解性有機素材であり、体内埋め込み材、デリバリー用材料又は医薬品の徐放担体として広範に利用されており、生分解性プラスチックとしても利用されつつあるが、ポリオキシ酸は高価格であることが普及上の問題となっている。
【００８０】
ポリ乳酸やポリグルコース酸等のポリオキシ酸は、無毒であり生分解性素材として広く用いられ、高重合体が得られ強度等力学的特性の良い材料であり、体内に埋込むと数週間後に体内で吸収され水と二酸化炭素とに分解してしまう。ポリグルコール酸は、こうした優れた生化学的な特性を持つ反面、価格が高く、結晶性が高く硬すぎて軟組織適合性が低い、分解速度が制御し難い、素材に化学修飾をすることで生分解性を調節することが困難である。
【００８１】
上記記載のとおり、キチン・キトサン、ポリオキシ酸、多糖類、はいずれも生分解性を有するものといえる。
【００８２】
本発明で利用できるポリオキシ酸を例示すると、下記の表１記載の化合物を挙げることができる。これらの化合物はいずれも和光純薬工業（株）製の商品として入手できる。
【００８３】
以下の実施例で特記事項のないＰＬＡ（ポリ乳酸）は、ＰＬＡ ００２０を意味する。
【００８４】
【表１】
【００８５】
表１において：
Ｍ．Ｗ．５０００は分子量５０００を意味する。
ＰＬＡはポリ乳酸である。
ＰＬＧＡは乳酸とグリコール酸とからなる共重合物である。
試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５は、分子量が異なるポリ乳酸である。
試料Ｎｏ．６〜Ｎｏ．９は、乳酸とグルコール酸とが５０：５０からなり、分子量が異なる共重合体である。
試料Ｎｏ．１０〜Ｎｏ．１３は、乳酸とグルコール酸とが７５：２５からなり、分子量が異なる共重合体である。
【００８６】
上記ポリオキシ酸を溶解する溶媒には、クロロフォルム（ＣＦ）、ジクロロメタン（ＤＣＭ）等があり、エレクトロスピニングを実施するために使用する溶媒として特に好ましいのはＣＦ、ＤＣＭである。
【００８７】
（Ｂ）多糖類について：
本発明で用いる多糖類（例えば、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロース）は、いずれも生体内消化性の特性、すなわち生分解特性を有している。更に具体的には、キトサン（以下、ＣＳともいう）及びキチンは、生体内消化性がある。キチンを動物体内に埋れ込んでもほとんど異物反応を示さないといわれている。キチンは、キテナーゼ（ＥＣ３．２．１．１４）で、加水分解されてキトビオース等のオリゴ糖になるが、生体防御機構に組み込まれているリゾチーム（ＥＣ３．２．１．１７）によっても徐々に加水分解される（Nishi, N., S. Nishimura, O. Somorin, Lysozyme-accesssible Fibers from Chitin and its derivatives, Sen-i Gakkaishi, 39, 45-49 （1983））。
【００８８】
キチンを構成するβ−Ｄ−Ｎアセチルーグルコサミン残基のＣ−６位水酸基をＣＭ基（カルボキシルメチル基）ヘアルキル化変換すると、水溶性が増大するが、ＣＭ化度が増加するに伴ってリゾチーム消化で代表される生体内消化性も著しく増大する（Uraki, Y., S. Tokura, Calcium- mediated adsorption of neutral amino acids to carboxymethylated chitin, J. Macromol. Sci, Chem, A25, 1427-1441 （1988））。
【００８９】
プルラン（Ｐｕｌｌｕｌａｎ、以下、Ｐｕともいう）は、急性毒性、亜急性毒性、慢性毒性、変異原性の各試験において安全性が確認されており、わが国では澱粉同様、使用制限の無い添加物として扱われている。マヨネーズ、ドレッシング等の食品に対し、０．５〜２％添加し、溶解し使用する。滑らかなテクスチャーを製品に与え、食品に用いた場合は、トロ味の付与、食感の改良に役立つ。そのため、特に乾燥食品を安定に接着するので、錠剤（菓）や顆粒のバインダーとしても最適である。
出典：http://www.hayashibarashoji.jp/product/pullulan02.html#
【００９０】
プルランは、接着力・付着力・皮膜性・潤滑性に優れた天然の多糖類であり、デンプンを原料とし、黒酵母の一種であるAureobasidium pullulansを培養して得られたマルトトリオースが規則正しくα−１，６結合した天然多糖類である。冷水、温水いずれにも溶解する。ジメチルホルムアミドやジメチルスルホキシドにも可溶だが、その他の有機溶媒には不溶である。多糖類の用途としては、農業薬剤、印刷材料のバインダーとして利用できる。プルランの皮膜は酸素バリア性がある。金属表面の酸化保護、形成膜として利用できる。
【００９１】
ジェラン（Ｇｅｌｌａｎ、以下、Ｇｅともいう）は、プルランと同様に微生物由来の多糖類であり、増粘安定剤として各種食品に広く利用されている。ジェランガムは水を吸収してゲルとなる。特に水と油を乳化する。ゲル素材や粘土調整剤には多糖類のキサンタンガム、ペクチン、カラギナンがある。食品添加物として用いられ、アレルギー性はない。
【００９２】
ペクチン（Ｐｅｃｔｉｎ、以下、Ｐｅともいう）は、野菜や果実に多く含まれる。特に柑橘類に多く含まれる天然高分子多糖類である。
【００９３】
以下の実施例で用いた多糖類は販売・製造元は次の通りである。
ペクチンは、リンゴ由来の多糖類である（和光純薬工業株式会社、167-00542, Lot No. WEL0219)。また、プルランは、Nakalai Tesque 29418-31, Lot No. M2H9324である。
【００９４】
硫酸セルロース（以下、ＳＣともいう）は、和光純薬工業製のセルロースを硫酸化処理して製造したものである。
【００９５】
本発明において使用したキトサン（以下、ＣＳともいう）は、ＣＳ５、ＣＳ５０、ＣＳ３００、ＣＳ１０００であり、いずれの和光純薬工業株式会社製商品である。ＣＳの後の数値は平均重合度を意味する。以下の実施例で特に重合度の記載がないＣＳは、ＣＳ１０００である。
【００９６】
水溶性高分子として使用したポリエチレングリコール（以下、ＰＥＧと略記することもある）は、ＰＥＧ２０，０００、ＰＥＧ５００，０００、ＰＥＧ３，５００，０００である。ＰＥＧの後の数値は分子量を意味し、これらはいずれも和光純薬工業株式会社製の商品である。
【００９７】
（Ｃ）陰イオン性界面活性剤について：
陰イオン性界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム（Sodium dodecyl sulfate、以下、ＳＤＳと略記する）を用いた。これは和光純薬工業株式会社製の商品である。
【００９８】
ポリビニルアルコールは、和光純薬工業株式会社製の平均重合度１，５００（けん化度は８６〜９０ｍｏｌ％）を使用した。
【００９９】
（Ｄ）エレクトロスピニングによるナノファイバーの製造：
カトーテック製のエレクトロスピニング装置を使用してシルク複合ナノファイバーを製造した。エレクトロスピニング装置の構成は次の構造物からなる。シルクドープを充填するポリマー貯蔵タンク、陽極を通ずる貯蔵タンク、貯蔵タンクに接続する紡糸ノズル、紡糸ノズルから一定距離を隔てた場所に陰極板が設けられている。陽極・陰極間の距離は１０−２０ｃｍまで自由に設定できる。本明細書中で特に但し書きが無い場合は、次の条件でエレクトロスピニングを行った。印加電圧：２５〜３５ｋＶ、紡糸距離：１５ｃｍ、シリンジ速度（以下、紡糸速度とも言う）：０．０２〜０．３ｃｍ／ｍｉｎ。
【０１００】
陽極・陰極板間に電圧（５〜４０ｋＶ）を印加すると、静電力により紡糸ノズルから陰極板に向かって霧状態のシルクポリマージェットが噴射され、その結果、ナノファイバーが陰極板上に吹き付けられ積層する。
【０１０１】
以下の実施例でエレクトロスピニング条件の記載がないものは、印加電圧：３０ｋＶ、紡糸距離：１５ｃｍ、紡糸速度：０．０３ｃｍ／ｍｉｎの条件下での結果である。
【０１０２】
（Ｅ）シルクナノファイバーの太さ（繊維径）評価：
シルク複合ナノファイバー又はシルクナノファイバーの平均繊維径は、イオンコーターで金を蒸着したシルク複合ナノファイバーを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、太さを調べた。繊維径はＪ−Ｉｍａｇｅを用いて測定した。
【０１０３】
Ｊ−Ｉｍａｇｅ画像処理にはインターネットからダウンロードできる汎用のソフトを用いたものであり、ＳＥＭ測定により得られる画像を取り込み、必要に応じて画像を拡大・縮小し、測定すべき個所の繊維を手動で指示すると平均繊維径の値が自動的に計測・表示できる。異なる５０個所を逐次測定することでナノファイバーの平均繊維径と標準偏差を求めることができる。
【０１０４】
シルクポリマージェットの飛び方とナノファイバーの製造状態とが安定かどうかを目視で観察してナノファイバーの紡糸状態を観察し、評価した。
【０１０５】
（Ｆ）エレクトロスピニングで製造したシルク複合ナノファイバーの紡糸状態：
目視で観察し、評価した。この場合の評価基準は、以下の通りである。
＋：紡糸ノズルから陰極板に向かって超微細で霧状態のポリマージェットが連続的に安定して放出されて、ナノファイバーが陰極板上に集積する状態が良好である。
−：紡糸ノズルから陰極板に向かって超微細で霧状態のポリマージェットの放出が不安であり連続的に放出されることなく、ポリマージェットのナノファイバーが陰極板上に集積する状態が良好ではない。
【０１０６】
次に本発明を実施例により更に詳細に説明する。本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、以下において、濃度はｗｔ％で表示する。
【０１０７】
以下の実施例から明らかなように、（１）ＰＬＡのＤＣＭドープ又はＰＬＡのＣＦドープを用いてエレクトロスピニングすると、ポリマージェットが噴射する過程で試料ドープが紡糸ノズルでゲル化し易く、紡糸ノズルの先にゲル化物が垂下してブルブル震える現象が起こり、紡糸状態が不安定となる。製造できるＰＬＡナノファイバーは繊維径の太い、そしてバラツキの多いナノファイバーである。これに対し、ＰＬＡのＤＣＭドープ又はＰＬＡのＣＦドープにシルクドープ（ＳＦのＦＡドープ）を複合してなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングするとシルク複合ナノファイバーの繊維径は微少となり、紡糸状態は安定化する。また、（２）ＰＬＡのＣＦドープを用いてエレクトロスピニングして製造できるＰＬＡナノファイバー繊維径は、ＰＬＡのＤＣＭドープを用いてエレクトロスピニングして製造できるＰＬＡナノファイバー繊維径よりも細くて、繊維径バラツキが小さい。
【０１０８】
また、ＰＬＡ００２０を室温の蟻酸で溶解しても溶解度は低いため溶けにくいが、８０℃に加熱して溶解させると均一に溶ける。加熱状態から温度を降下させて室温にして１日静置すると、ＰＬＡドープは白濁してゲル化し易く、それに伴いエレクトロスピニングができない。これを防止するには、試料ドープを加熱することでエレクトロスピニングが良好となる。
【実施例１】
【０１０９】
本実施例では、ＣＳ３００（重合度３００のキトサン）をＴＦＡに溶解する際の溶解挙動を調べた。すなわち、２ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープ及び４ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープを調製する際の溶解状態を調べた。スタラーを用いて室温のＴＦＡにＣＳをいれて攪拌しながら室温（２５℃）で２時間撹拌処理を行いながらＣＳ３００の溶解挙動を調べた。２ｗｔ％ＣＳはＴＦＡに溶解時、ゲル化し、均一なＣＳドープにはならなかった。４ｗｔ％ＣＳはＴＦＡには溶解しなかった。
【０１１０】
２ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープを４０℃設定のオーブンに入れて３０分加熱したところ均一なドープとなった。４ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープを４０℃設定のオーブンに入れて３０分加熱したところどろどろして粘度の高いドープであったが均一に溶解した。
【０１１１】
ここで使用した２種類のドープ、（１）２ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープ、（２）４ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープは、４０℃の加熱状態から次第に室温まで降温した後、室温で２時間静置したところ、２ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープ及び４ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープはともにゲル化しなかった。
【実施例２】
【０１１２】
本実施例では、重合度５、５０、３００のキトサン（ＣＳ５、ＣＳ５０、ＣＳ３００）をトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）又はヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）で溶解する実験を行い、溶解度を検討した。得られた結果を表２に示す。
溶解度の評価は次のようにして行った。
○ 溶解して均一な溶液となった。
× 溶解できなかった。
【表２】
【０１１３】
ＣＳ５をＴＦＡに室温で溶解することで、１、２、３ｗｔ％ＣＳ５−ＴＦＡドープが得られた。
ＣＳ５０をＴＦＡドープに室温で溶解すると、１ｗｔ％ＣＳ５−ＴＦＡドープが得られたが、２ｗｔ％ＣＳ５−ＴＦＡドープにまで濃度を上げることができなかった。
ＣＳ３００はＴＦＡに室温で溶解しても溶解しなかった。
ＣＳ５、ＣＳ５０、ＣＳ３００は、室温のＨＦＩＰには溶解しなかった。
ＣＳ３００は、４０℃のＴＦＡに溶解し、２時間、４０℃で加熱すると２ｗｔ％ＣＳ３００−ＴＦＡドープとなったが、４ｗｔ％ＣＳ３００−ＴＦＡドープは製造できなかった。
以上の結果から明らかとなったことは、ＣＳ５、ＣＳ５０、ＣＳ３００は、時間をかけて４０℃に加熱することでＴＦＡに溶解させることが可能となった。
【実施例３】
【０１１４】
本実施例では、ＰＬＡを溶解するための溶媒を検討した。
表３記載の各溶媒１ｍＬを容量３ｍＬのポリエチレン製の遠心管に採取し、その中にＰＬＡ３ｍｇを加え、室温で２０分静置した後ＰＬＡが溶解するかどうかを目視で観察した。その結果を表３に纏めた。使用した溶媒は、ＤＭＳＯ：ジメチルシルホキシド、ＤＭＦ：ジメチルホルムアミド、ＤＣＭ：ジクロロメタン、ＣＦ：クロロフォルム、ＦＡ：蟻酸、Ｔｏｌ：トルエンであった。
【０１１５】
【表３】
表３において、
×： ＰＬＡが溶解しない：
○： ＰＬＡが溶解する
【０１１６】
以上の結果から明らかとなったことは、ＰＬＡを効率よく溶解するための溶媒はＤＣＭ、ＣＦ、ＦＡである。シルク複合ドープを製造するうえでＰＬＡを溶解する溶媒はＤＣＭ、ＣＦ、ＦＡを使用できるが、シルクスポンジを溶かした溶媒を用いてエレクトロスピニングを効率的に行うために、シルク用に適した溶媒候補としてＤＣＭ、ＣＦ、ＦＡが考えられる。但し、ＰＬＡとシルクとを複合するには、ＰＬＡの溶媒とシルクの溶媒とが良好な状態で混合することが必要となる。ＰＬＡの溶媒とシルクの溶媒の組み合わせを特に配慮する必要性がある。
【実施例４】
【０１１７】
本実施例では、シルク複合ナノファイバーを製造するための予備実験を次のようにして行った。
（１）ＰＬＡ００２０をジクロロメタン（ＤＣＭ）に溶解して製造した３ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと３ｗｔ％ＳＦ（シルクフィブロイン）−蟻酸（ＦＡ）ドープとを複合する際、異なる重量比で複合したシルク複合ドープを製造した。
（２）ＰＬＡをクロロフォルム（ＣＦ）に溶解した３ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと３ｗｔ％ＳＦ−蟻酸（ＦＡ）ドープとを複合する際、異なる重量比で複合したシルク複合ドープを製造した。
【０１１８】
上記において、（１）３ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ／３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ＝１００／０、５０／５０、３０／７０、０／１００の重量比で、また、（２）３ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープ／３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ＝１００／０、５０／５０、３０／７０、０／１００の重量比で複合して製造したシルク複合ドープをガラス板のうえに室温で拡げて蒸発乾固させ、シルク複合膜を製造し、膜試料の特長を目視で観察した。得られた結果を表４に示す。
【０１１９】
シルク複合膜の形態と透明度は次のようにして評価した。
＋＋：試料が膜状に成型され高強度の膜である。
＋：膜状に形成できるが強度は普通程度。
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
以上の結果から次の点が明らかになった。
（１）１００／０膜試料、すなわち、３ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープを蒸発乾固してなるＰＬＡ膜は、成膜性もよく、透明膜であった。（２）１００／０膜試料：すなわち、３ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープを蒸発乾固してなるＰＬＡ膜は、成膜性もよく、透明膜であった。また、上記（１）及び（２）において、３ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ又は３ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを異なる重量比（５０／５０、３０／７０、７０／３０）で複合したシルク複合ドープを乾燥固化してなるシルク複合膜は、目視的には均一な膜状態ではなく厚さに斑があり、かつ膜は少し白濁していた。
【実施例５】
【０１２２】
２種類のドープを複合する過程、２種類のドープがどのように複合するかを目視で観察することで、エレクトロスピニングにより２種類のドープからナノファイバーが製造できるかを推定することができる。
【０１２３】
そこで、（１）７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ又は１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとの重量比５０：５０で複合する過程、（２）７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープ又は１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとの重量比５０：５０で複合する過程、及び（３）３％ＳＦ−ＦＡドープと（ａ）３％ＰＬＡ−ＣＦドープ（ＰＬＡの３％クロロフォルムドープ）、又は（ｂ）３ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ（ＰＬＡの３ｗｔ％ジクロロメタン）との重量比５０：５０で複合する過程で、２種類のドープがどのように複合するかを目視で観察すると共に、エレクトロスピニングを行った結果を観察した。
【０１２４】
目視観察の結果は次の通りであった。
（１）７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ又は１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープに１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを加えるとゲル化してしまい、紡糸ノズル部位でシルク複合ドープが目詰まりを起こし、エレクトロスピニングできない。
（２）７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープ又は１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープを１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープに加えても室温ではゲル化が起こらなかったので、この条件がＰＬＡとＳＦを複合するより好ましい溶解条件、複合条件である。こうした条件で作製したシルク複合ドープを室温でエレクトロスピニングしても、紡糸ノズルでシルク複合ドープが目詰まりすることはなく、エレクトロスピニングでシルク複合ナノファイバーが製造できた。
（３）３％ＳＦ−ＦＡドープに、（ａ）３％ＰＬＡ−ＣＦドープ（ＰＬＡの３％クロロフォルムドープ）を加え、又は（ｂ）３ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ（ＰＬＡの３ｗｔ％ジクロロメタン）を加えて得た複合ドープを用いてエレクトロスピニングを行った。
【０１２５】
上記したように、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭ又は１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭに１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡを加えるとゲル化してしまうが、このシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングする際、シルク複合ドープを４０℃に加熱することで、シルク複合ナノファイバーが製造できた。上記（３）（ａ）の場合、シルク複合ドープを室温でも又は４０℃に加熱しても、良好にシルク複合ナノファイバーが製造できた。また、（３）（ｂ）の場合、シルク複合ドープを室温でエレクトロスピニングしても、シルク複合ナノファイバーは製造できなかったが、シルク複合ドープを４０℃で加熱したところ良好にシルク複合ナノファイバーが製造できた
【実施例６】
【０１２６】
乳酸とグリコール酸５０：５０共重合体（以下のＰＬＧＡは、ＰＬＧＡ−５０及びＰＬＧＡ−５０２０である。和光純薬工業製）をクロロフォルム（ＣＦ）又はジクロロメタン（ＤＣＭ）に溶解させて濃度７ｗｔ％のＰＬＧＡ−ＣＦドープ又は７ｗｔ％のＰＬＧＡ−ＤＭＣドープを調製した。次に、シルクスポンジを蟻酸に溶解して１０ｗｔ％のシルクフィブロイン（以下、シルクと略記する）（ＳＦ）−ＦＡドープを調製した。ＰＬＧＡ−ＣＦドープ又はＰＬＧＡ−ＤＣＭドープとＳＦ−ＦＡドープとを等量複合してなるシルク複合ドープをエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。なお、エレクトロスピニング条件としての紡糸距離１５ｃｍ、印加電圧は１５ｋＶであった。
【０１２７】
７ｗｔ％ＰＬＧＡ−ＣＦに１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを複合したシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすると、極めて良好にシルク複合ナノファイバーが製造できた。比較的印加電圧が低い１５ｋＶであってもシルク複合ドープのスプレーが紡糸ノズルから飛び始め、印加電圧３０ｋＶではエレクトロスピニング状態が良好となり、シルク複合ナノファイバーの製造状態が良好であった。
【０１２８】
但し、７ｗｔ％のＰＬＧＡ−ＤＭＣドープに１０ｗｔ％のＳＦ−ＦＡドープを複合したシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすると、紡糸ノズルからのスプレーの噴出状態は良くなく、エレクトロスピニング状態は間歇的となり不安定となったが、紡糸速度を変えることで改善される傾向があった。
【０１２９】
このことから、乳酸：グリコール酸＝５０：５０共重合体（ＰＬＧＡ−５０及びＰＬＧＡ−５０２０、和光純薬工業製）をクロロフォルム（ＣＦ）又はジクロロメタン（ＤＣＭ）に溶解してなるＰＬＧＡドープもエレクトロスピニング可能であることが分かった。
【実施例７】
【０１３０】
本実施例では、ＰＬＡ００２０とシルクとからなるシルク複合ナノファイバーについて述べる。エレクトロスピニング条件は、印加電圧：３５ｋＶ、紡糸距離（Ｌ）：１５ｃｍであった。
【０１３１】
１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＦＡドープと１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを等量複合したシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすると、製造できるものは、殆どビーズ状物であり、シルク複合ナノファイバーが形成されているが、その出現率は低いことがＳＥＭ観察で分かった。
【０１３２】
１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとの等量複合ドープを用いてエレクトロスピニングすると、太めのシルク複合ナノファイバーと細めのシルク複合ナノファイバーが製造でき、出現割合は少ないがビーズ状物も観察されることがＳＥＭ観察で分かった。
【０１３３】
１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ単独でエレクトロスピニングすると、ＰＬＡナノファイバーが効率よく製造できた。太めのナノファイバーと細めのナノファイバーが効率よく製造でき、ビーズ状物は全く存在しなかった。但し、紡糸ノズルの先端からＰＬＡのゲル状物が垂れ下がり、エレクトロスピニング状態は不安定であった。
【０１３４】
以上の結果から明らかとなったことは、１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープを用いてエレクトロスピニングすると、シルク複合ナノファイバーは製造できるが、紡糸ノズルの先端にＰＬＡがゲル状態となり垂下するため、紡糸状態はやや不安定となる。これはＰＬＡ−ＤＣＭドープがゲル化し易いためであり、ドープ容器を加熱装置で４０℃に加熱することで、紡糸ノズルの先端におけるＰＬＡのゲル状態の垂下は無くなり紡糸状態が良好となった。
【０１３５】
ＳＦ−ＦＡドープとＰＬＡ−ＤＣＭドープとのシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングする際には、紡糸ノズルの先端におけるＰＬＡのゲル状態の垂下は見られず、安定した紡糸状態となった。
【実施例８】
【０１３６】
１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを異なる重量比で複合させてなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングした。紡糸条件は、印加電圧：３０ｋＶ、紡糸距離：１５ｃｍであった。
【０１３７】
１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを、重量比：７０／３０、５０／５０、４０／６０で複合して得られたシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることで、シルク複合ナノファイバーが最も良好に製造できた。重量比が１００／０のシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすると、太い繊維径と細い繊維径のシルク複合ナノファイバーが製造できた。この際、ビーズは全く観察できなかったが、紡糸ノズル先端には僅かにゲル化した試料ドープが垂れ下がり、紡糸状態はやや不安定であった。
【０１３８】
重量比が３０／７０、２０／８０のシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすると、製造できるものは殆どがビーズ状物質であり、シルク複合ナノファイバーは全く観察できなかった。
【実施例９】
【０１３９】
ＰＬＡ−ＣＦドープ又はＰＬＡ−ＤＣＭドープとＳＦ−ＦＡドープとを異なる重量比で複合してなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。製造されたシルク複合ナノファイバーをＳＥＭ観察して、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径、その標準偏差とＰＬＡ／ＳＦ重量比との関係を調べた。得られた結果を図１に示す。図１の横軸でいう組成比は、各ドープの複合割合であり、各ドープを、例えば、重量比で４０／６０で複合することを意味し、縦軸は平均繊維径（ｎｍ）である。
【０１４０】
図１は、ＰＬＡとＣＦとからなるシルク複合ドープの組成比に対する得られたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径との関係を示すグラフであり、黒塗り△は、１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと７ｗｔ％フィブロイン−蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、＊は、７％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１０ｗｔ％フィブロイン−蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、黒塗り□は、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと１０ｗｔ％フィブロイン−蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、×は、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと７ｗｔ％フィブロイン−蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、黒塗り○は、１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと７ｗｔ％フィブロイン−蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示す。
【０１４１】
ＰＬＡとＳＦとからなる異なる重量比（１０／９０及び５０／５０）のシルク複合ドープの場合、紡糸前に既に溶液中で沈殿やゲル化が起こり、エレクトロスピニングはできなかった。
【０１４２】
エレクトロスピニングできるシルク複合ドープを紡糸して、シルク複合ナノファイバーを製造し、そのシルク複合ナノファイバーの平均繊維径をＳＥＭ測定で評価した。
【０１４３】
ＰＬＡとＳＦの濃度や複合割合と、エレクトロスピニングで製造したナノファイバーの繊維径の平均値を示したものが図１である。ＰＬＡ／ＳＦドープの重量比４０／６０〜２０／８０のシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングした時、得られるシルク複合ナノファイバーの平均繊維径と複合割合との関係は、右下がりのグラフになっている。これは、ＰＬＡの含有量が減り、ＳＦの含有量が増えると、得られるシルク複合ナノファイバーの平均繊維径が細くなることを示唆している。ＰＬＡをＣＦで溶解してなる１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと７ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを用いて得られたシルク複合ナノファイバーでは、この傾向が特に顕著である。しかし、ＰＬＡの複合割合が低いとシルク複合ナノファイバーになりにくい傾向もみられた。また、同じ濃度の組み合わせのとき、溶媒にＤＣＭよりはＣＦを使用した時に平均繊維径が細くなる傾向があった。
【実施例１０】
【０１４４】
ＰＬＡ−ＣＦドープとＳＦ−ＦＡドープとを異なる重量比で複合してなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。製造できたシルク複合ナノファイバーをＳＥＭ観察して、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径（ｎｍ）、その標準偏差とＰＬＡ／ＳＦ重量比との関係を調べた。得られた結果を図２に示す。図２の横軸及び縦軸は、図１の場合と同じことを意味する。
【０１４５】
図２は、各組成比に対するＰＬＡ−ＣＦドープとＳＦ−ＦＡドープとのシルク複合ドープを用いて得られたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径を示し、黒塗り△は、１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと７ｗｔ％シルクフィブロインの蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、黒塗り□は、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと１０ｗｔ％シルクフィブロインの蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、黒塗り◇は、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと７ｗｔ％シルクフィブロインの蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示す。
【実施例１１】
【０１４６】
ＰＬＡ−ＤＣＭとＳＦ−ＦＡとを異なる重量比で複合してなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。製造できたシルク複合ナノファイバーをＳＥＭ観察して、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径、その標準偏差とＰＬＡ／ＳＦ重量比との関係を調べた。得られた結果を図３に示す。図３の横軸及び縦軸は、図１の場合と同じことを意味する。
【０１４７】
図３は、各組成比に対するＰＬＡ−ＤＣＭドープとＳＦ−ＦＡドープとのシルク複合ドープを用いて得られたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径を示し、黒塗り△は、１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと７ｗｔ％シルクフィブロインの蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、黒塗り□は、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１０ｗｔ％シルクフィブロインの蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、黒塗り◇は、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと７ｗｔ％シルクフィブロインの蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示す。
【０１４８】
上記したように、図２はＣＦ、図３はＤＣＭを使用してＰＬＡを溶解したときに得られたナノファイバーの太さの平均値をプロットしたグラフである。これらのグラフから明らかなように、ＰＬＡ含量が低くＳＦ含量が高いほどナノファイバーの平均繊維径が細く、繊維径のばらつきが少なくなる傾向が確認できる。これは、ＰＬＡ含量が減りＳＦ含量が増えると、細い均一なシルク複合ナノファイバーが得られることを示唆している。また、ＰＬＡの溶媒にＣＦ、ＤＣＭを使用したときは、ともにＰＬＡ濃度が７ｗｔ％でＳＦ濃度が１０ｗｔ％の複合ドープから得られたシルク複合ナノファイバーは細くなる傾向があり、繊維径平均は全ての複合割合において１５０ｎｍ以下であった。
【実施例１２】
【０１４９】
ＰＬＡ−ＣＦドープとＳＦ−ＦＡドープ、又はＰＬＡ−ＤＣＭドープとＳＦ−ＦＡドープとを異なる重量比で複合してなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。製造できたシルク複合ナノファイバーをＳＥＭ観察して、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径、その標準偏差とＰＬＡ／ＳＦ重量比との関係を調べた。得られた結果を図４に示す。
【０１５０】
図４（ａ）〜（ｈ）は、シルク複合ナノファイバーのＳＥＭ画像であり、図４において、（ａ）〜（ｈ）は、以下の条件でエレクトロスピニングして製造したシルク複合ナノファイバーのＳＥＭ画像である。
【０１５１】
シルク複合ドープの製造条件：
（ａ）〜（ｄ）：１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと７ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとからなるシルク複合ドープを用いて得られたシルク複合ナノファイバーであり、ＰＬＡ／ＳＦの組成比（重量比）は以下の通りである。
（ａ）：４０／６０（紡糸速度：０．３２ｃｍ／ｍｉｎ）
（ｂ）：４０／６０（紡糸速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ）
（ｃ）：３０／７０（紡糸速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ）
（ｄ）：２０／８０（紡糸速度：０．３２ｃｍ／ｍｉｎ）
【０１５２】
（ｅ）〜（ｈ）：７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと７ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとからなるシルク複合ドープを用いて得られたシルク複合ナノファイバーであり、ＰＬＡ／ＳＦの組成比（重量比）は以下の通りである。
（ｅ）：５０／５０（紡糸速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ）
（ｆ）：４０／６０（紡糸速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ）
（ｇ）：３０／７０（紡糸速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ）
（ｈ）：２０／８０（紡糸速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ）
【０１５３】
上記（ａ）〜（ｈ）の場合に試算した最小限度量の値は下記のとおりであった。
（ａ）：（ＰＬＡ＝４８．８ｗｔ％）
（ｂ）：（ＰＬＡ＝４８．８ｗｔ％）
（ｃ）：（ＰＬＡ＝３８ｗｔ％）
（ｄ）：（ＰＬＡ＝３５．７ｗｔ％）
（ｅ）：（ＰＬＡ＝５０ｗｔ％）
（ｆ）：（ＰＬＡ＝３９ｗｔ％）
（ｇ）：（ＰＬＡ＝３０ｗｔ％）
（ｈ）：（ＰＬＡ＝２０ｗｔ％）
【０１５４】
上記のＰＬＡ％は、複合ドープを使用してエレクトロスピニングした時にナノファイバーができるＰＬＡの最小限度量を意味する。この根拠は、ＰＬＡ単独又はＰＬＡを多量に含むと、エレクトロスピニングによる紡糸状態は良いことが既に確かめられている。そこで、ＰＬＡ含量を下げた場合に、どの程度でシルク複合ナノファイバーが製造できるかを調べる必要性があるため、最小限度量を試算することにしたためである。
【０１５５】
図４のＳＥＭ写真の目視観察によると、いずれの条件においてもシルク複合ナノファイバーの他にビーズも出現する。ＰＬＡの含有量が高いとビーズ存在量が少なく、ＳＦの含有量が多いとビーズの存在量は多い傾向があった（図４の（ａ）〜（ｃ）、（ｅ）〜（ｈ））。紡糸速度が０．０２ｃｍ／ｍｉｎから０．３２ｃｍ／ｍｉｎになると、大部分がシルク複合ナノファイバーであり、ごく一部にビーズが含まれる（図４の（ｃ）、（ｄ））。シルク複合ナノファイバーの平均繊維径の変化は特に観察されなかった。
【０１５６】
以上の結果から、ＰＬＡ含有量が低い程、また、ＳＦ含有量が多い程、極細のシルク複合ナノファイバーが得られることが分かった。特に細く均一なナノファイバーを得るためには、組成比に関係なく、ＰＬＡ濃度が７ｗｔ％、ＳＦ濃度が１０ｗｔ％の組み合わせが最も好ましい条件である。
【０１５７】
シルク複合ナノファイバーにおけるＰＬＡ含有量が１０〜２０％以上であれば良好なナノファイバーができる。ＰＬＡ含有量が５０％以下になるとシルク複合ナノファイバー
ナの繊維径が細くなった。
ＰＬＡ含有量が最小限度量付近では極めて細いナノファイバーができる傾向がある。
【実施例１３】
【０１５８】
本実施例では、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープ又は７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを複合して得たシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングによりシルク複合ナノファイバーを製造した。
【０１５９】
ＰＬＡ００２０をクロロフォルム（ＣＦ）又はジクロロメタン（ＤＣＭ）に溶かし、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープ又は７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープを調製した。これらのＰＬＡドープに１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを下記記載の異なる重量比で複合してシルク複合ドープを調製し、このドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。これをＳＥＭ観察してシルク複合ナノファイバーの平均繊維径を測定した。得られた結果を表５に示す。なお、エレクトロスピニング条件は、印加電圧：２０ｋＶ、紡糸距離：１５ｃｍ、紡糸速度：０．０２、０．１５、０．３ｃｍ／ｍｉｎであった。
【０１６０】
【表５】
表５において、ＮＴはエレクトロスピニング実験をしていないことを意味する。
【０１６１】
以下、シルク／多糖類からなるシルク複合ナノファイバーについての実施例を説明する。この場合、試料ドープが降温過程でゲル化し易い性質があるものは、エレクトロスピニングによる紡糸状態が悪い。この問題を改善するため、試料ドープにポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を添加したドープを用いてエレクトロスピニングするか、又は試料ドープを加熱装置で加熱してエレクトロスピニングすることにより、紡糸状態が良好となり、かつ平均繊維径が細く、繊維径のバラツキも小さくなる。
【実施例１４】
【０１６２】
７ｗｔ％ＳＦの蟻酸（ＦＡ）ドープに、２ｗｔ％の多糖類（ペクチン、プルラン、硫酸セルロース）のＦＡドープを加え、複合ドープの全量が１．５ｇとなるようにしてシルク複合シープを製造した。このようにして製造したシルク複合ドープがエレクトロスピニング用ドープとして適するかどうかを次のようにして評価した。すなわち、シルク複合ドープをスチロール角型ケースに拡げ、室温で送風しながら乾燥固化させ、得られる膜状試料の透明性、不透明性を検討した。評価した結果を表６に示す。
【０１６３】
【表６】
【０１６４】
表６において、「透明パリ」とは、得られた膜状試料が透明ではあるが、手で触れるだけでパリパリと粉末状になってしまうことを意味する。
【０１６５】
成膜性及び透明性について：
評価基準：
成膜性：
＋＋： 優れて良い。
＋： 良い。
−： 膜が不均一で成形性が悪い。
透明性：
＋： 透明性が優れている。
−： 透明性で無い、又は不透明である。
【０１６６】
但し、ジェランは蟻酸に溶解することなく、ジェラン単独、又はジェランドープを用いた場合、シルク複合膜を製造できなかった。
【０１６７】
表６の結果から、成膜性、透明性の良好な試料作製条件のものほど、エレクトロスピニング用のシルク複合ドープとして適しているといえる。
【実施例１５】
【０１６８】
ペクチン（Ｐｅ）、プルラン（Ｐｕ）、硫酸セルロース（ＳＣ）、及びシルク（ＳＦ）をそれぞれ蟻酸に溶解し、濃度１０ｗｔ％の蟻酸（ＦＡ）ドープを調製した。
【０１６９】
色々な試料ドープを用いてエレクトロスピニングして製造したシルク複合ナノファイバーのＳＥＭ観察を基にして、ナノファイバーの平均繊維径、ナノファイバーのでき方、ビーズのでき方、ナノファイバーとビーズの存在量の所見も併せて、表７に纏めて示す。
【０１７０】
【表７】
【０１７１】
表７における試料略称は次の通りである。
ＳＦ／Ｐｅは、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープと１０ｗｔ％Ｐｅ−ＦＡドープとを等量複合したシルク複合ドープを意味する。
ＳＦ／Ｐｕは、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープと１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープとを等量複合したシルク複合ドープを意味する。
ＳＦ／ＳＣは、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープと１１ｗｔ％ＳＣ−ＦＡドープとを等量複合したシルク複合ドープを意味する。
【０１７２】
表７において、「所見」欄は、試料ドープを用いてエレクトロスピニングして得られたシルク複合ナノファイバーの形態の概要をメモしたものであり、ファイバーは微細なナノファイバーの形態、ビーズはビーズ形態、ファイバー＋ビーズは一部ナノファイバーと一部ビーズとが混在することを意味する。
【実施例１６】
【０１７３】
ペクチン（Ｐｅ）、プルラン（Ｐｕ）、硫酸セルロース（ＳＣ）、及びシルク（ＳＦ）を、それぞれ、蟻酸（ＦＡ）に溶解し、５ｗｔ％Ｐｅ−ＦＡドープ、１２ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープ、１１ｗｔ％ＳＣ−ＦＡドープ、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを調製した。
【０１７４】
この実施例では、試料として、ＳＦドープ、Ｐｅドープ、Ｐｕドープ、ＳＣドープ、ＳＦ−Ｐｅドープ（ＳＦ／Ｐｅ）、ＳＦ−Ｐｕドープ（ＳＦ／Ｐｕ）、ＳＦ−ＳＣドープ（ＳＦ／ＳＣ）を用いてエレクトロスピニングする際の紡糸状態と、得られたシルク複合ナノファイバーをＳＥＭ観察して得たナノファイバーの平均繊維径、ナノファイバーのでき方、ビーズのでき方、ナノファイバーとビーズの存在量の所見を表８に示す。
【０１７５】
【表８】
【０１７６】
表８において、ＳＦ／Ｐｅは、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープと５ｗｔ％Ｐｅ−ＦＡドープを等量複合したシルク複合ドープを意味し、ＳＦ／Ｐｕは、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープと１２ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを等量複合したシルク複合ドープを意味し、ＳＦ／ＳＣは、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープと１１ｗｔ％ＳＣ−ＦＡドープを等量複合したシルク複合ドープを意味する。
【０１７７】
また、表８における「所見」欄は、試料ドープを用いてエレクトロスピニングして得られたナノファイバーの形態の概要をメモした。クモの巣状態とは、試料ドープを用いてエレクトロスピニングして得られた陰極板上の集積物が繊維状ではあるが、繊維間が接着してネット状又はクモの巣状態となっているものを意味する。小ビーズは微細なビーズ状であることを意味する。また、ビーズからファイバーとは、ビーズ量は少なくナノファイバーの存在量が多いことを意味する。さらに、ファイバーは微細なナノファイバー、ビーズはビーズ形態、ファイバー＋ビーズとは一部ナノファイバーと一部ビーズが混在することを意味する。
【実施例１７】
【０１７８】
本実施例では、１３ｗｔ％ＳＦドープ、４ｗｔ％Ｐｅドープ、４ｗｔ％Ｐｕドープ、４ｗｔ％ＳＣドープを用いて、シルク複合ドープを調製し、このドープを用いてエレクトロスピニングを行った。
【０１７９】
シルクスポンジを蟻酸に溶解して製造した１３ｗｔ％シルク蟻酸ドープ（１３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ）に、（１）ＰｕをＦＡで溶解した４ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープ、（２）ＰｅをＦＡで溶解した４ｗｔ％Ｐｅ−ＦＡドープ、又は（３）ＣＳをＦＡで溶解した４ｗｔ％ＣＳ−ＦＡドープを、各種の組成比（重量比）で複合して得たシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングし、シルク複合ナノファイバーを製造した。ＳＦ−ＦＡドープと（１）、ＳＦ−ＦＡドープと（２）、又はＳＦ−ＦＡドープと（３）とを複合する際の組成比は、重量比：１００／０、８０／２０、６０／４０とした。得られたシルク複合ナノファイバーのＳＥＭ画像を図５（ａ）〜（ｇ）に示す。
【０１８０】
得られたシルク複合ナノファイバーおよびビーズの存在量を図５（ａ）〜（ｇ）のＳＥＭ画像から目視で観察したところ、次のような結果を得た。
【０１８１】
図５（ａ）のＳＦ／Ｐｕ＝１００／０（Ｐｕ＝０ｗｔ％）：ナノファイバー存在量がビーズより多かった。
図５（ｂ）のＳＦ／Ｐｕ＝８０／２０（Ｐｕ＝７．１４ｗｔ％）：ナノファイバー存在量がビーズより多かった。
図５（ｃ）のＳＦ／Ｐｕ＝６０／４０（Ｐｕ＝１７．０２ｗｔ％）：ビーズ存在量がナノファイバーより多かった。
図５（ｄ）のＳＦ／Ｐｅ＝８０／２０（Ｐｅ＝７．１４ｗｔ％）：ビーズ存在量とナノファイバーとが等量あった。
図５（ｅ）のＳＦ／Ｐｅ＝６０／４０（Ｐｕ＝１７．０２ｗｔ％）：ビーズ存在量がナノファイバーより多かった。
図５（ｆ）のＳＦ／ＣＳ＝８０／２０（Ｐｕ＝７．１４ｗｔ％）：ビーズ存在量とナノファイバーとが等量であった。
図５（ｇ）のＳＦ／ＣＳ＝６０／４０（Ｐｕ＝１７．０２ｗｔ％）：ビーズ存在量とナノファイバーとが等量あった。
【０１８２】
図５（ａ）〜（ｇ）から、シルク複合ドープをエレクトロスピニングして製造できるシルク複合ナノファイバーの重量に占めるＰｅ、Ｐｕ、及びＣＳの重量割合は、７〜１７ｗｔ％の範囲にある。
【０１８３】
この結果から、例えば、シルク（ＳＦ）／プルラン（Ｐｕ）のシルク複合ドープを使用して行ったエレクトロスピニングでは、ＳＦ／Ｐｕからなるシルク複合ナノファイバー重量に占めるＰｕの含量が少なすぎても、多すぎても、良好なシルク複合ナノファイバーは得にくく、Ｐｕ重量が７ｗｔ％付近で、やや良好なシルク複合ナノファイバーが得られることが示唆される。
【０１８４】
上記実施例の結果から明らかなように、シルクの蟻酸ドープはエレクトロスピニングしやすく、その結果ナノファイバーが得られ易いのに対して、生分解性のポリオキシ酸及び多糖類単独ではエレクトロスピニングし難く、紡糸してもナノファイバーが得られ難い。しかし、ポリオキシ酸及び多糖類からナノファイバーが得られにくい欠点を、シルクで補うことができる。
【実施例１８】
【０１８５】
本実施例では、１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。得られたナノファイバーの平均繊維径と繊維径の標準偏差と、エレクトロスピニング時の印加電圧との関係を調べた。得られた結果を図６に示す。図６において、横軸が印加電圧（ｋＶ）であり、縦軸が平均繊維径（ｎｍ）である。
【０１８６】
図６から明らかなように、印加電圧が１０ｋＶでは、ナノファイバーもビーズも明瞭には観察されなかった。しかし、印加電圧が１５ｋＶになると、ビーズの出現数が急に増加し、ビーズから極微細なプルランのナノファイバーが観察された。印加電圧が２０ｋＶになると、エレクトロスピニング物に占めるビーズの存在量が減少し、逆にナノファイバーの出現が盛んに見られた。このように印加電圧が２０ｋＶになるとビーズは少なくなり、プルランのナノファイバーの出現割合が圧倒的となる。この傾向は、印加電圧が３０ｋＶの場合も同様である。印加電圧が３５ｋＶの場合には、圧倒的にプルランのナノファイバーの出現が大多数を占め、ビーズが観察されにくくなった。
【０１８７】
以上のことから１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを用いたＰｕのナノファイバーの最適印加電圧は３５ｋＶであると結論できる。
【実施例１９】
【０１８８】
１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープと２．９ｗｔ％ＰＶＡ−ＦＡドープとを等量複合して得た複合ドープ（以後、Ｐｕ／ＰＶＡ（ＦＡ）と略記する）を用いてエレクトロスピニングして複合ナノファイバーを製造した。得られた複合ナノファイバーの平均繊維径と形態とをＳＥＭで測定した。
【０１８９】
１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープにＳＤＳ（陰イオン界面活性剤）を０．４ｗｔ％添加した複合ドープ（以後、Ｐｕ／ＳＤＳ（ＦＡ）と略記する）を用いてエレクトロスピニングして複合ナノファイバーを製造した。得られた複合ナノファイバーの平均繊維径と形態とをＳＥＭで測定した。
【０１９０】
７ｗｔ％ＣＳ−ＦＡドープ（以後、ＣＳ−ＦＡと略記する）をエレクトロスピニングして複合ナノファイバーを製造した。得られた複合ナノファイバーの繊維径と形態をＳＥＭで測定した。
【０１９１】
なお、エレクトロスピニング条件は、印加電圧：３０ｋＶ、紡糸速度（以下、シリンジ速度ともいう）：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ、紡糸距離：１５ｃｍとした。
【０１９２】
上記Ｐｕ／ＰＶＡ（ＦＡ）の場合、得られた複合ナノファイバーの平均繊維径は、１４７．８ｎｍであり、上記Ｐｕ／ＳＤＳ（ＦＡ）の場合、得られた複合ナノファイバーの平均繊維径は、１１２．０ｎｍであった。なお、１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープの場合、得られたナノファイバーの平均繊維径は６７．４ｎｍであり、また、７ｗｔ％ＣＳ−ＦＡドープの場合、平均ビーズ径：７７３ｎｍのビーズが得られた。
【実施例２０】
【０１９３】
本実施例では、ナノファイバー観察とビーズの出現について検討した。
８．４６ｗｔ％ＣＳ−ＦＡドープ、８．４６ｗｔ％Ｐｅ−ＦＡドープ、及び８．４６ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープ、８．４６ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを用いてエレクトロスピニングし、ＣＳ、Ｐｅ、Ｐｕ単独のナノファイバーを製造した。
エレクトロスピニングの条件として、紡糸距離：１５ｃｍ、印加電圧：３０ｋＶに設定した。
【０１９４】
いずれの試料ドープもエレクトロスピニングしたところ、いずれもビーズ状物が製造でき、ナノファイバーの製造は困難であった。
【０１９５】
ただし、８．４６ｗｔ％ＣＳ−ＦＡドープと８．４６ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを等量で複合したシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングしたところ、得られたものは、各種サイズのビーズが混在している。すなわち、大型ビーズ、中型ビーズ及び小型ビーズが混在しており、ナノファイバーの存在も少量であるが一部に認められた。すべての例において小型ビーズのサイズを１とすると、中型ビーズのサイズは２．８、大型ビーズのサイズは４．７〜７．０となる。ただし、小型ビーズと中型ビーズとの出現数の比は約２：１であった。
【実施例２１】
【０１９６】
下記に述べる０．１ｇの３種類のＰＥＧ−Ａ、Ｂ及びＣを４．４ｇの蟻酸に混合し、ＰＥＧの溶解度を目視で検討したところ、次のような結果が得られた。
【０１９７】
ＰＥＧ−Ａ：分子量２万のＰＥＧ、ＰＥＧ−Ｂ：分子量５０万のＰＥＧ、ＰＥＧ−Ｃ：分子量３５０万のＰＥＧ。
蟻酸におけるＰＥＧ−Ａの溶解の所見: 室温（２５℃）で白濁し、よく溶ける。
蟻酸におけるＰＥＧ−Ｂの溶解の所見: 室温（２５℃）では溶けず、６０℃付近の加熱で溶ける。
蟻酸におけるＰＥＧ−Ｃの溶解の所見: 室温（２５℃）で、ゲル化が起こり、溶けなかった。
【０１９８】
次に、（１）上記３種類のＰＥＧ−Ａ、Ｂ及びＣを蟻酸に溶解して１ｗｔ％及び２ｗｔ％の蟻酸ドープを調製した。また、（２）Ｐｕを蟻酸に溶解して１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを製造した
上記（１）と（２）とを所定の組成比で混ぜ合わせて（場合によっては、６０〜７０℃で浴溶解）得られたドープを用いてエレクトロスピニングを行った。
エレクトロスピニング条件は、紡糸距離：１５ｃｍ、印加電圧：２５〜３０ｋＶ、シリンジ速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎに設定した。
【０１９９】
結果：
ＰＥＧ−Ａの場合、蟻酸溶液に１ｗｔ％のＰＥＧ−Ａを加えた得たドープを用いてエレクトロスピニングすると、すべてビーズだけの製造であったが、蟻酸溶液に２ｗｔ％のＰＥＧ−Ａを加えて得たドープを用いてエレクトロスピニングすると、ビーズか伸長したファイバーが観察された。濃度が増加するとビーズ径も増加した。
ＰＥＧ−Ｃの場合、蟻酸溶液にＰＥＧ−Ｃを加えると、ドープ製造時にゲル化してしまい、エレクトロスピニングできなかった。
ＰＥＧ−Ｂの場合、１ｗｔ％、２ｗｔ％のＰＥＧ−Ｂが含まれる１０ｗｔ％のＰｕ−ＦＡドープを製造する時点で、ドープは白濁してしまった。そこで、０．５ｗｔ％のＰＥＧ−Ｂを含むようにして調製した１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープでは白濁現象は確認できなかった。
【０２００】
０．５ｗｔ％、１．２ｗｔ％のＰＥＧ−Ｂの蟻酸ドープに１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを加えて得たドープを用いてエレクトロスピニングしたこところ、すべてにおいてビーズのないナノファイバーが観察された。中でもＰＥＧ−Ｂを０．５ｗｔ％含むドープは平均繊維径、標準偏差、又はドープの白濁の具合から言っても最適であった。
かくして得られた結果を表９及び１０に示す。
【０２０１】
【表９】
【０２０２】
【表１０】
【実施例２２】
【０２０３】
１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを用いてエレクトロスピニングしてＰｕのナノファイバーを製造した。エレクトロスピニングで得られた紡糸物は、本実施例記載のＰｕナノファイバーの他に形態がビーズのものも含まれていた。そのＳＥＭ測定の結果から、ビーズの平均直径（ｎｍ）とその標準偏差を測定した。得られた結果を図７に示す。
【０２０４】
図７は、１０ｗｔ％プルラン蟻酸（ＦＡ）ドープを用いてエレクトロスピニングして製造したプルランナノファイバーに混在するプルランビーズの平均直径（ｎｍ）、その標準偏差と印加電圧（ｋＶ）を示す。
【０２０５】
以上の結果から明らかとなったことは、印加電圧：１５〜２５ｋＶで紡糸ノズルの先端にテーラーコーンが確認され、印加電圧が増加するとＰｕビーズの平均直径は次第に増加し、印加電圧：２０ｋＶ以上で平均直径が７００ｎｍ程度のビーズが製造でき、印加電圧が更に増加するとビーズ径も増加し、そのバラツキも増大する。ビーズの出現率を減らすには印加電圧が１０ｋＶと低いことが有利である。このテーラーコーンとは、エレクトロスピニングの紡糸ノズルの先端にできる試料ドープの形状であり、そのコーン先端から微細な液滴が広範囲に霧状となりスプレーされる。
【０２０６】
また、蟻酸でプルランを溶解し、濃度１０ｗｔ％のプルラン蟻酸ドープ（Ｐｕ−ＦＡドープ）を製造した。Ｐｕ−ＦＡドープを用いてエレクトロスピニングし、ナノファイバーを作出した。印加電圧が１５〜２５ｋＶの範囲でノズル近辺にテーラーコーンが観察されたが、印加電圧が１０ｋＶと低く、また、３０ｋＶ以上では明瞭なテーラーコーンは観察されなかった。
【０２０７】
得られたプルランのナノファイバー形態をＳＥＭにより調べた。
印加電圧が１０ｋＶではナノファイバーもビーズも明瞭には観察されなかった。印加電圧が１５ｋＶになるとビーズの出現数が急に増加し、ビーズと極微細なプルランのナノファイバーとが観察される。印加電圧が２０ｋＶになるとビーズ出現割合が減少し、逆にナノファイバーの出現が盛んに見られた。印加電圧が２０ｋＶになるとビーズは少なくなりプルランのナノファイバーの出現割合が圧倒的となる。この傾向は印加電圧が３０ｋＶの場合も同様である。印加電圧が３５ｋＶでは圧倒的にプルランのナノファイバーの出現が大多数を占めビーズが観察されにくくなった。
【０２０８】
以上のことから、１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを用いて得たプルランのナノファイバーの最適印加電圧は３５ｋＶであると結論できる。
【０２０９】
以下の３種類のドープを用いてエレクトロスピニングしてナノファイバーを製造した。
（１）１０ｗｔ％のＰｕ−ＦＡドープに１３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ重量比５０：５０で複合したシルク複合ドープに、０．５ｗｔ％の上記ＰＥＧ（ＰＲＧ−Ｂ）−ＦＡドープを重量比５０：５０で複合して調製したシルク複合ドープ。
（２）１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープに０．５ｗｔ％のＰＥＧ（分子量：５０万）を重量比５０：５０で複合したドープ。
（３）１３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ。
【０２１０】
この場合のエレクトロスピニング条件は、印加電圧：２５−３０ｋＶ、シリンジ速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ、紡糸距離：１５ｃｍに設定した。
得られた結果を表１１に示す。
【０２１１】
【表１１】
【０２１２】
上記から明らかなように、（１）ＳＦ単独の場合に得られるナノファイバーの平均繊維径が、ＳＦにＰｕ＋ＰＥＧを加えることによってわずかに増加すること、（２）ＳＦとＰｕ＋ＰＥＧとを複合しても、エレクトロスピニング中の状態は安定的であり、標準偏差もＳＦ単独の場合のものに近いものであったことが分かる。
【０２１３】
さらに、上記した１０ｗｔ％のＰｕ−ＦＡドープに１３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを重量比５０：５０で複合したシルク複合ドープに、上記で使用した０．５ｗｔ％のＰＥＧ（ＰＥＧ−Ｂ）−ＦＡドープの代わりに、その濃度を変えたＰＥＧ−ＦＡドープを調製し、このＰＥＧが、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して、５、２０、３５、４５ｗｔ％含有されるようにしたＰＥＧ−ＦＡドープを複合して調製したシルク複合ドープを用いて、上記と同様の条件でエレクトロスピニングした。その結果、上記と同様の平均繊維径及び標準偏差が得られた。このＰＥＧの代わりにＰＶＡを用いた場合も、同様な結果が得られた。
【実施例２３】
【０２１４】
６．５ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとＣＳ３００−ＴＦＡドープとを所定量複合したシルク複合ドープ（ＳＦ（ＦＡ）＋ＣＳ（ＴＦＡ））を用い、印加電圧２０ｋＶ、３０ｋＶでエレクトロスピニングして、また、６．５ｗｔ％ＳＦ−ＴＦＡドープとＣＳ３００−ＴＦＡドープ（ＳＦ（ＴＦＡ）＋ＣＳ（ＴＦＡ））とを所定量複合したシルク複合ドープを印加電圧２０ｋＶ、３０ｋＶでエレクトロスピニングして、シルク複合ナノファイバーを製造した。製造したシルク複合ナノファイバーをＳＥＭ測定して平均繊維径を測定した。紡糸距離は、いずれも１７ｃｍであった。得られた結果を図８に示す。図８において、横軸は、シルク複合ナノファイバー重量に占めるシルク含有割合（％）であり、縦軸は繊維径（ｎｍ）である。
【０２１５】
図８から、ＳＦ（ＦＡ）＋ＣＳ（ＴＦＡ）は、印加電圧及びシルク複合ナノファイバー重量に占めるシルク含有量が変わっても、製造できるシルク複合ナノファイバーの繊維経に差は見られない。同様に、ＳＦ（ＴＦＡ）＋ＣＳ（ＴＦＡ）は、印加電圧及びシルク複合ナノファイバー重量に占めるシルク含有量が変わっても、製造できるシルク複合ナノファイバーの繊維経に差は見られないことが示唆される。また、ＳＦ（ＴＦＡ）＋ＣＳ（ＴＦＡ）からなるシルク複合ナノファイバーの繊維経は、シルク複合ナノファイバー重量に占めるシルク含有量が異なっても、ＳＦ（ＦＡ）＋ＣＳ（ＴＦＡ）からなるシルク複合ナノファイバーの繊維経より常に２０ｎｍ以上大きな値を示すことが分かる。
【実施例２４】
【０２１６】
本実施例では、シルクフィブロインのナノファイバーの平均繊維径と紡糸ノズル径との関係を検討した。
【０２１７】
シルクスポンジを室温の蟻酸に浸漬し、６時間かけて完全に溶解して１０ｗｔ％シルクフィブロイン−蟻酸ドープ（１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ）を製造した。異なる口径（直径）の紡糸ノズル（０．７、０．８、及び１．２ｃｍ）を使用して１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを用いてエレクトロスピニングしてシルクナノファイバーを製造した。このシルクナノファイバーの平均繊維径と繊維径の標準偏差に及ぼす紡糸ノズル口径、印加電圧との関係を検討した。得られた結果を表１２に示す。
【０２１８】
【表１２】
【０２１９】
表１２から明らかなことは次の通りである。印加電圧：２０ｋＶでエレクトロスピニングしてフィブロインナノファイバーを製造する際、０．７ｃｍ紡糸ノズルの口径でエレクトロスピニングしたシルクナノファイバーの平均繊維径は１７２ｎｍであり、ノズル径が増大すると製造できるシルクナノファイバーの繊維径は増加する傾向が見られた。この場合、印加電圧を３０ｋＶに増加してもシルクナノファイバーの平均繊維径増大の割合は微少であった。この傾向は、印加電圧３０ｋＶでも、同様であった。
【実施例２５】
【０２２０】
本実施例では、シルク・キトサンナノファイバーを製造した。
６．５ｗｔ％シルク−蟻酸ドープ（６．５ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ）と２ｗｔ％キトサン３００をトリフルオロ酢酸に溶かして得たドープ（２ｗｔ％ＣＳ３００−ＴＦＡドープ）とを複合する際、それぞれのドープの重量比を変えて製造したシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。紡糸条件は、紡糸距離：１７ｃｍ、印加電圧：２０、３０ｋＶ、紡糸速度：０．０６２ｃｍ／ｍｉｎであった。得られた結果を表１３に示す。
【０２２１】
【表１３】
【０２２２】
表１３における略語は、次の通りである。
表１３の組成比の欄におけるＡは、６．５ｗｔ％ＳＦ−ＴＦＡドープ／２ｗｔ％ＣＳ３００−ＴＦＡドープであり、６．５ｗｔ％ＳＦ−ＴＦＡドープと２ｗｔ％の重合度３００のＣＳ−ＴＦＡドープとを複合する際、両者を異なる重量比で複合してなるシルク複合ドープを意味する。また、組成比の欄のＢは、６．５ｗｔ％ＳＦ−ＦＡ／２ｗｔ％ＣＳ３００−ＴＦＡドープであり、Ａの場合と同様である。
【０２２３】
表１３の結果から明らかとなったことは次のことである。
印加電圧が変わっても、シルク複合ナノファイバーに占めるＳＦの含有量が減少すると、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径は減少するが、平均繊維径の標準偏差は余り変化しない。Ａ：９０／１０の場合、エレクトロスピニングしてなるシルク複合ナノファイバーの平均繊維径はＡ：５０／５０をエレクトロスピニングした時に比べて４０％程低下する。同一の印加電圧でＡとＢとをエレクトロスピニングするとＢの方がＡの２０％程度減少している。
【実施例２６】
【０２２４】
６．５ｗｔ％ＳＦ−ＴＦＡドープ（ＳＦ−ＴＦＡドープともいう）と２ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープ（ＣＳ−ＴＦＡドープともいう）とを複合したドープを用いてエレクトロスピニングを行った。シルク複合ドープ組成におけるＳＦ含有量が多いほどエレクトロスピニングによる紡糸状態は良好となり、微細なナノファイバーが製造できた。ＳＦ−ＴＦＡドープとＣＳ−ＴＦＡドープとを複合する際、両者の重量比を９０／１０、８０／２０、７０／３０、６０／４０、５０／５０、０／１００として、それぞれを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。シルク複合ナノファイバーの平均繊維径と繊維径の標準偏差に及ぼす、ＳＦ−ＴＦＡドープとＣＳ−ＴＦＡドープとの重量比の関係を検討した。得られた結果を表１４に示す。
【０２２５】
【表１４】
【０２２６】
表１４において、Ｍと標準偏差とは、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径と繊維径の標準偏差を意味する。
【０２２７】
ＳＦを溶解する溶媒がＴＦＡでありＣＳを溶解する溶媒がＴＦＡである場合、印加電圧が２０ｋＶ、３０ｋＶでエレクトロスピニングしても、製造できるシルク複合ナノファイバーの繊維径とその標準偏差には差が見られない。
【０２２８】
ＳＦを溶解する溶媒にＴＦＡの代わりにＦＡを用いると平均繊維径が２０ｎｍ減少し、より微細なナノファイバーになる。
【０２２９】
この場合、ＣＳの含有量が増加するとシルク複合ナノファイバーの繊維径は減少し、ＳＦ−ＦＡ／ＣＳ−ＴＦＡドープが５０／５０ではシルク複合ナノファイバーは最小値の４０ｎｍとなった。この値はこれまで公知のシルク・キトサンナノファイバーの中で最も微細であった。同時にナノファイバーの平均繊維径の標準偏差も最小となった。
【０２３０】
以上の結果から明らかとなったことは次の点である。
シルク（ＳＦ）とキトサン（ＣＳ）とを複合してシルク複合ナノファイバーを製造するに際して、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径と繊維径分布とを制御するための条件が明らかとなった。すなわち、ＳＦとＣＳとを複合してシルク複合ナノファイバーの繊維径を極微少に、つまり１００ｎｍ以下、特に８０ｎｍ以下にするには、シルクの含量を８０ｗｔ％以下にすること、すなわち、キトサンの含量を２０ｗｔ％以上にすることが特に有効である。
【０２３１】
なお、印加電圧を変化してもシルク複合ナノファイバーの繊維径には大きな影響を与えないという結果を得た。
【実施例２７】
【０２３２】
５ｗｔ％フィブロイン蟻酸溶液と５ｗｔ％キトサン蟻酸溶液とを重量割合で０／１００、２５／７５、５０／５０、７５／２５、１００／０で複合してシルク複合ドープを調製し、このドープを用いてエレクトロスピニングを行った。紡糸条件は、紡糸距離：１７ｃｍ、印加電圧：２０ｋＶ、３０ｋＶ、シリンジポンプ速度：０．０６２ｃｍ／ｍｉｎであった。ＳＥＭ観察によるといずれの場合もビーズしか見られず、繊維状のものは得られなかった。
【０２３３】
重合度の違うキトサンを３種類（ＣＳ５、ＣＳ５０、ＣＳ３００）準備し、それぞれを用いて、１０ｗｔ％のキトサン蟻酸ドープを製造した。この１０ｗｔ％ＣＳ−ＦＡドープと１０ｗｔ％フィブロイン蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）とを異なる重量比で複合させ、紡糸距離：１７ｃｍ、印加電圧：２０ｋＶ、３０ｋＶ、シリンジポンプ速度：０．０６２ｃｍ／ｍｉｎでエレクトロスピニングをしたが、ナノファイバーは見られなかった。
【０２３４】
ＣＳ３００をトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）で溶解させて濃度２ｗｔ％に調整した。濃度６．５ｗｔ％のフィブロイン蟻酸ドープとシルクスポンジをＴＦＡで溶解させた濃度６．５ｗｔ％のフィブロイン−ＴＦＡドープとを重量比（ＳＦ／ＣＳ）で０／１００、２５／７５、５０／５０、７５／２５、１００／０に混ぜたシルク複合ドープを製造し、このドープを用いてエレクトロスピニングを行った。紡糸条件は、紡糸距離：１７ｃｍ、印加電圧：２０ｋＶ、３０ｋＶ、シリンジポンプ速度：０．０６２ｃｍ／ｍｉｎであった。
【０２３５】
キトサン単独のドープ（複合率１００／０）は紡糸しても繊維化はできず、ナノファイバーは得られなかった。しかし、その他の複合率のものからはナノファイバーが得られた。キトサンの含有率が増えるほど繊維径は細くなる傾向にあることが分かった。同時に付着量が減り、ビーズも増え繊維がもろくなっていくことも分かった。
【０２３６】
フィブロインの溶媒はＦＡよりもＴＦＡの方が、ビーズが少ないナノファイバーが得られた。
【０２３７】
上記実施例では、シルクとして、家蚕由来のシルクフィブロイン及びシルクスポンジを用いたが、家蚕由来のシルクの代わりに、柞蚕由来のシルクフィブロイン及びシルクスポンジからなるシルクドープを用い、上記実施例の場合と同様に、このシルクドープとポリオキシ酸及び／又は多糖類のドープとを同様な重量比で複合したシルク複合ドープを用いて、同様な条件下でエレクトロスピニングしたところ、家蚕由来のシルクドープを用いた場合と同様な結果が得られた。ＰＶＡ及びＰＥＧをさらに複合した場合も同様であった。
【産業上の利用可能性】
【０２３８】
本発明によれば、ポリオキシ酸及び／又は多糖類ドープとシルクドープとのシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることで、生分解性のシルク複合ナノファイバーが提供できた。絹タンパク質の持つ細胞付着・増殖性、生体組織親和性等の優れた生化学的特徴に加えて、ポリオキシ酸及び／又は多糖類の生化学特性を兼ね備え、さらに両者の利点を相乗する新しい機能を持つシルク複合ナノファイバーが提供できる。このシルク複合ナノファイバーは、生体適合性が優れ、非表面積が非常に大きいため、再生医療工学、創傷材料等のヘルスケアー分野、バイオテクノロジー分野、エネルギー分野において新素材として利用できる。
【０２３９】
本発明によれば、生分解性のシルクとポリオキシ酸及び／又は多糖類とからなるシルク複合ナノファイバーは、生体内、土中又は水中で順次分解する。そのため、医工分野及び農業分野でも利用できる。農業分野では、マルチシートやハウス用のフィルムとして利用できるし、繊維製品、光ディスク、包装用フィルム、レジ袋等に応用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シルク複合ナノファイバー及びその製造方法に関し、特にカイコ由来のシルクと生分解性を有するポリオキシ酸や多糖類とからなるシルク複合ナノファイバー及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノスケールの繊維径を持つファイバーをエレクトロスピニング技術を応用して製造する技術が進展している。このナノファイバーは、「エレクトロスピニング」装置を用いて製造できるナノオーダーの極細のファイバーである。このエレクトロスピニング技術によれば、所定の濃度のポリマードープを入れた貯蔵タンクに陽極電極を入れ、一定の距離を隔てて陰極板（コレクター）を設置し、陰極と陽極との間に電圧を印加して両電極間に電気引力を生じさせ、この電気引力がポリマー溶液の表面張力以上となると、静電力により紡糸ノズルから陰極板に向かって霧状態の微細なポリマージェットが噴射され、その結果、ナノファイバーが陰極板上に吹き付けられて積層される。
【０００３】
このエレクトロスピニングにより得られるナノファイバーは、その太さがナノ〜マイクロメートルのオーダーであり、このファイバー集合体の表面積が極めて大きいため、生体適合性機能の発現可能なナノファイバーは、再生医療工学、創傷材料等のヘルスケアー分野、バイオテクノロジー分野、エネルギー分野から新素材として関心が寄せられている。
【０００４】
エレクトロスピニング技術が開発された当初は、アクリル樹脂やポリエチレン、ポリプロピレン等のナノファイバーの素材の開発に対して、この技術が応用されていたが、最近は、液晶性高分子、ＤＮＡ、タンパク質、導電性高分子等の機能性高分子のドープからナノファイバーを製造する技術が開発されている。
【０００５】
例えば、シルクのナノファーバーを製造するための従来技術としては、絹フィブロイン及び／又は絹様材料を溶解する溶媒としてヘキサフルオロアセトン水和物（以下、ＨＦＡｃとも称す。）を用い、絹フィブロイン繊維から製造した絹フィブロイン及び／又は絹様材料を溶解してシルクドープを製造し、このシルクドープを用いてエレクトロスピニングする手法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記特許文献１には、絹フィブロイン及び／又は絹様材料をＨＦＡｃに溶解した溶液（絹フィブロインドープ、すなわちシルクドープ）を用いて紡糸してなる繊維、フィルム、不織布及びその製造技術が開示されている。すなわち、絹フィブロイン繊維を溶解して得た絹フィブロイン膜をＨＦＡｃに溶解し、得られたシルクドープを用いてエレクトロスピニングによりシルク様繊維を製造している。
【０００７】
また、ポリオキシ酸、多糖類、シルクのナノファイバーの製造についての知見はあるが、シルクとポリオキシ酸とからなシルク複合ナノファイバー、又はシルクと多糖類とからなるシルク複合ナノファイバーの製造及びその利用に関しては知られていない。さらに、シルクとポリオキシ酸とを含むシルク複合ナノファイバー、又はシルクと多糖類とを含むシルク複合ナノファイバーで、かつ平均繊維径が微細で繊維径分布が揃っているシルク複合ナノファイバー及びその製造法についても知られていない。
【０００８】
医用分野で用いられるポリオキシ酸には、酵素作用の影響を受けて、劣化・生分解して低分子化するものが多い。ポリ乳酸やポリグリコール酸などのポリオキシ酸は最近用いられる代表的な生分解性有機素材であり、体内埋め込み材、デリバリー用材料又は医薬品の徐放担体として広範に利用され、また、生分解性プラスチックとして利用されつつあるが、ポリオキシ酸は高価格であることが普及上の問題となっている。
【０００９】
ポリ乳酸やポリグルコース酸等のポリオキシ酸は、無毒であり生分解性素材として広く用いられ、高重合体が得られる強度等力学的特性の良い材料であり、体内に埋込むと数週間後に体内で吸収され、水と二酸化炭素とに分解してしまう。ポリグルコール酸は、こうした優れた生化学的な特性を持つ反面、価格が高く、結晶性が高く、硬すぎて軟組織適合性が低い、分解速度が制御し難い、素材に化学修飾をすることで生分解性を調節することが困難であるという問題がある。
【００１０】
例えば、多糖類を含んでなるナノスケールの繊維及び成形体については知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献には、繊維径が５００ｎｍ以下の多糖類のナノファイバー及びその製造方法が開示されている。また、多糖類以外の添加物を含む複合組成物としての多糖類ナノファイバーの製造についても知られており、安全性が高く、細胞毒性がなく、比表面積が大きいため、医療材料分野で利活用できるものとされている。
【００１１】
また、アルギン酸誘導体等の多糖類１０重量部と、曳糸性付与剤０．４〜１．２重量部とを含む組成物からなり、曳糸性付与剤が重量平均分子量６０万〜６５０万の熱可塑性樹脂であり、平均繊維径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満である多糖類ナノファイバーが知られている（例えば、特許文献３参照）。ここで用いられる熱可塑性樹脂として、ポリエチレンオキサイド（本明細書中では、以下、ＰＥＧと略記することもある）が例示されているが、この樹脂は、多糖類ナノファイバーに熱可塑性機能を付与することが目的とするものであり、ナノファイバー繊維径の制御を目的としては用いられていない。
【００１２】
ファインケミストリーと呼ばれる「微粒子・粉体を原料として使用する分野」は、塗料、土木・建築、医薬品、農薬、化粧品、食品、トナー、コーティング剤、エレクトロ・セラミックス等、多岐にわたる。こうした分野での先端素材には、超微粒子化、表面改質、複合化など微粒子・粉体の機能化が基盤技術となっている。このような技術分野において、シルクと他の物質とからなり、平均繊維径が揃い、かつ繊維径にバラツキがないシルク複合ナノファイバーを提供できれば、付加価値の高い利用が可能となるものと考えられる。
【００１３】
シルクとポリオキシ酸又は多糖類とからなるシルク複合ナノファイバーは、繊維径が微細なものほど、また、繊維径が揃った繊維径にバラツキのないシルク複合ナノファイバーほど付加価値が高く、有用であるが、このようなシルク複合ナノファイバーは知られていない。
【００１４】
さらに、シルクドープを用いてエレクトロスピニングする前の工程で、シルクドープにポリエチレンオキサイドのような生体適合性高分子を含ませエレクトロスピニングすることで、シルクをベースにした生体組織に悪影響を及ぼさない新素材及びその製造方法が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【００１５】
さらにまた、非イオン界面活性剤（Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００）をポリビニルピロリドンに加えると、ポリビニルピロリドン水溶液の表面張力が低下し、その結果、エレクトロスピニングによる紡糸状態が改善でき、極細のポリビニルピロリドンのナノファイバーが製造できることが知られている（非特許文献１）。しかしながら、例えば、優れた水溶性を示し、非解離性の高分子であるポリビニルピロリドンと違って、試料が置かれたｐＨ環境によっては正負の電荷を持ち得る両電解性の絹タンパク質と非イオン界面活性剤とからなるドープから直接極細の絹タンパク質ナノファイバーを製造するための従来技術は知られていない。
【００１６】
上記従来のエレクトロスピニング法により極細のシルク複合ナノファイバーを製造するには、ドープ濃度、印加電圧、陽極・陰極間距離、溶液送り出し速度等の紡糸条件を変えながら、ナノファイバーの最適製造条件を試行錯誤的に検討する必要があった。このことからも、シルク複合ドープから、エレクトロスピニングで製造できるシルク複合ナノファイバーの太さを極細にするには、ドープの濃度を変える手段の他に、様々な製造条件を変えながら所望の条件に合う最適条件を探索することが不可欠であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００４−６８１６１号公報
【特許文献２】特開２００５−２９０６１０号公報
【特許文献３】特開２００９−４１１１７号公報
【特許文献４】特開２００６−５０４４５０号公報
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】Shu-Qian Wang, Ji-Huan He, and Lan Xu, Non-ionic surfactants for enhancing electrospinability and for the preparation of electrospun nanofibers, Polymer Int 57:1079-1082 (2008)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
有機高分子からなる素材で生体分解機能を備えたものが市場に出回るようになってから久しい。開発研究が進み、医工学分野で実用的にも多く用いられているのは、有機高分子の中でもポリグリコール酸やポリ乳酸等のポリオキシ酸である。ポリ乳酸（以下、ＰＬＡと略記することもある）は、体内の酵素で加水分解が起き易いため、生体内分解吸収性素材として広く活用されている。
【００２０】
繊維状のＰＬＡのガラス転移温度は、ポリエステル（ＰＥＴ）繊維のガラス転移温度と類似しているため、ＰＬＡ繊維はＰＥＴ繊維とよく似た機械的性質を示す。ただし、ＰＬＡは、ＰＥＴに比べて結晶化速度が遅いため、通常の紡糸工程、延伸工程では分子が十分に配向、結晶化が進まず、この結果、ＰＬＡの引張り強度や寸法安定性が不十分であること等が実用機能上の問題となっている。ポリグリコール酸やポリ乳酸は優れた耐薬品性を示す。ポリオキシ酸は高分子量のものほど分解速度が遅くなる。分解速度を制御させようとして分子量の高いポリ乳酸やポリグリコール酸を製造するには、多くの手間や熟練した高度の技術が必要である。そのため、現在、ポリオキシ酸の利用は、吸収性縫合糸のような医療用途や化粧品用途に限定されている。
【００２１】
生体内での生分解性が制御でき、製造価格が安く、しかも、生分解の結果、副産物としてホルムアルデヒドのような有害物質を生じない素材であって、かつ生分解の結果、分解生産物に細胞毒性が無く、生体安全上の問題が無く、生体組織に安全な生分解性素材の開発が強く望まれてきた。
【００２２】
家蚕絹糸や野蚕絹糸は、かつて外科手術用縫合糸として利用されたことからも分かるように、ＰＬＡと同様に生体安全性素材であり、ポリ乳酸を含むシルク複合ナノファイバーも同様に生分解性素材であり、分解の結果、分解生産物に細胞毒性が無く、生体安全上の問題が無く、生体組織に安全な生分解性素材である。
【００２３】
従って、ポリオキシ酸（例えば、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、乳酸とグルコール酸との共重合物等）、又は多糖類（例えば、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、硫酸セルロース等）をベースにしたシルク複合ナノファイバーを経済的に、しかも効率的に製造する技術開発が強く望まれてきた。
【００２４】
上記したポリ乳酸は、「溶ける縫合糸」として関心が寄せられており、微生物による生分解性機能を持ち、生体組織との生体適合性に優れており、生体バイオ材料として医療分野を中心に広範に利用されている。カイコ由来のシルクフィブロイン（以下、「シルク」又はシルクタンパク質と略記することもある。）も外科用の縫合糸として多く利用されており、ポリ乳酸と同様に生体適合性を持つため、今後の素材開発の可能性を秘めている。シルクタンパク質単独で使用すると、強度や分解挙動を制御し難いという問題がある。シルクタンパク質とポリ乳酸との特徴を活用しながら、双方の特徴を上回る新しい複合素材が開発できれば、各種産業資材として利用できる可能性が開けるはずである。
【００２５】
そこで、本発明者らは、双方の素材の特性を上回る新素材の開発を目的にして、近年研究が盛んなエレクトロスピニングによる製造技術を用いて、ポリ乳酸等のポリオキシ酸や多糖類とシルクタンパク質との複合素材からなる膜状試料又はナノファイバーを製造するべく研究を行っている。
【００２６】
本発明の課題は、絹タンパク質の持つ優れた成形性と強度等の力学的特性、生体親和性、及び無毒で良好な生分解性に加えて、シルクの生化学特性と同様の生体親和性、及び無毒で良好な生分解性を持つポリ乳酸やポリグルコース酸等のポリオキシ酸の優れた特性を兼ね備えたシルク複合ナノファイバーであって、かつ微細な平均繊維径を持ち、繊維径が揃ったシルク複合ナノファイバー、及びその製造方法を提供することにある。
【００２７】
本発明の課題はまた、生分解性制御が可能なシルク複合ナノファイバーであって、細胞付着増殖能力を持ち、かつ合成高分子基質との相互作用性に優れた生分解性素材として有用なシルク複合ナノファイバー及びその製造技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明のシルク複合ナノファイバーは、カイコのシルクフィブロインと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材とを主成分とするシルク複合ナノファイバーであって、シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を、一般に７〜７５ｗｔ％、好ましくは１０〜６０ｗｔ％、より好ましくは２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含んでいることを特徴とする。
【００２９】
ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物の含有量が低いほど、例えば２０ｗｔ％未満、７ｗｔ％未満、１０ｗｔ％未満であると、シルク複合ナノファイバーに占めるポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物の数量が少なくなるにつれて、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物に基づく生分解等の生化学特性が発現し難い傾向があり、また、含有量が高いほど、例えば６０ｗｔ％、７５ｗｔ％を超えるにつれて、上記含有量が低い場合と逆にシルクに基づく生分解等の生化学特性が発現し難い傾向がある。また、ポリオキシ酸と多糖類との混合物の比率には制限はなく、任意の割合で混合できる。
【００３０】
ポリオキシ酸と多糖類との混合物の場合は、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）である。この混合物が２０ｗｔ％未満であると、上記したように、生分解等の生化学特性が発現し難い傾向があり、また、５０ｗｔ％を超えると、２０ｗｔ％未満の場合と逆にシルクに基づく生分解等の生化学特性がやや発現し難い傾向がある。
【００３１】
本発明のシルク複合ナノファイバーはまた、カイコのシルクフィブロインと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた生分解性素材の少なくとも１種とを主成分とし、さらにＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）、又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめてなるシルク複合ナノファイバーであって、シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を、一般に７〜７５ｗｔ％、好ましくは１０〜６０ｗｔ％、より好ましくは２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなることを特徴とする。ポリオキシ酸と多糖類との混合物の場合は、上記したように、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）である。
【００３２】
ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方の含有量が５ｗｔ％未満であると、シルク複合ファイバーに占めるＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方の含有量が少なく、ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方により発現する生化学的特性が現れ難い傾向があり、また、４５ｗｔ％を超えると、シルクの生化学特性が現れ難いという傾向がある。
【００３３】
本発明のシルク複合ナノファイバーはさらに、カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの混合ドープを複合してなるシルク複合ドープをエレクトロスピニングしたものであることを特徴とする。このシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を、一般に７〜７５ｗｔ％、好ましくは１０〜６０ｗｔ％、より好ましくは２０〜６０ｗｔ％（以下、同じ）、残部シルクスポンジを含んでなる。
【００３４】
本発明のシルク複合ナノファイバーはさらにまた、カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの混合ドープを複合してなるシルク複合ドープに対し、さらにＰＶＡ、ＰＥＧ、又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめたドープをエレクトロスピニングしたものであることを特徴とする。
【００３５】
上記ＰＶＡ／ＰＥＧ含有シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなることを特徴とする。
【００３６】
上記シルク複合ナノファイバーにおいて、ポリオキシ酸が、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であり、多糖類が、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であることを特徴とする。
【００３７】
上記シルク複合ナノファイバーにおいて、カイコが、家蚕幼虫又は野蚕幼虫であることを特徴とする。
【００３８】
本発明のシルク複合ナノファイバーの製造方法は、カイコのシルクフィブロインのドープと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材のドープとからなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーを製造することを特徴とする。
【００３９】
上記シルク複合ナノファイバーの製造方法において、ポリオキシ酸が、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であり、多糖類が、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であることを特徴とする。
【００４０】
上記シルク複合ナノファイバーの製造方法において、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含んでいることを特徴とする。ポリオキシ酸と多糖類との混合物の場合は、上記したように、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）である。
【００４１】
本発明のシルク複合ナノファイバーの製造方法はまた、カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの混合ドープを複合してシルク複合ドープを得、このシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーを製造することを特徴とする。この場合、シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又は該ポリオキシ酸と該多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなる。
【００４２】
本発明のシルク複合ナノファイバーの製造方法はさらに、カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの混合ドープを複合してシルク複合ドープを得、このシルク複合ドープにさらにＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめ、かくして得られたドープを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーを製造することを特徴とする。
【００４３】
上記ＰＶＡ／ＰＥＧを含むシルク複合ナノファイバーの製造方法において、ポリオキシ酸が、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であり、多糖類が、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であることを特徴とする。
【００４４】
上記ＰＶＡ／ＰＥＧを含むシルク複合ナノファイバーの製造方法において、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又は該ポリオキシ酸と該多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなることを特徴とする。
【００４５】
本発明のシルク複合ナノファイバーの製造方法において、カイコが、家蚕幼虫又は野蚕幼虫であることを特徴とする。
【００４６】
上記したシルク複合ナノファイバー及びその製造方法において、使用されるポリオキシ酸及び多糖類の例、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物の含有量、その他の要件は、全て共通である。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、絹タンパク質の持つ優れた成形性と強度等の力学的特性、生体親和性、及び無毒で良好な生分解性に加えて、シルクの生化学特性と同様の生体親和性、及び無毒で良好な生分解性を持つポリオキシ酸及び／又は多糖類の優れた特性を兼ね備えたシルク複合ナノファイバーであって、微細な平均繊維径を持ち、かつ繊維径が揃ったシルク複合ナノファイバーを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例９において製造されたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径に対する各組成比（以下、重量比ともいう。）との関係を示すグラフ。
【図２】実施例１０において製造されたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径に対する各組成比との関係を示すグラフ。
【図３】実施例１１において製造されたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径、その標準偏差とＰＬＡ／ＳＦ重量比との関係を示すグラフ。
【図４】実施例１２において製造されたシルク複合ナノファイバーのＳＥＭ画像。
【図５】実施例１７において製造されたシルク・プルランナノファイバー、シルク・ペクチンナノファイバー、シルク・硫酸セルロースナノファイバーのＳＥＭ画像。
【図６】実施例１８において製造されたナノファイバーの平均繊維径と繊維径の標準偏差と印加電圧との関係を示すグラフ。
【図７】実施例２２において製造されたプルランナノファイバーに混在するプルランビーズの平均直径（ｎｍ）とその標準偏差と印加電圧（ｋＶ）との関係を示すグラフ。
【図８】実施例２３において製造されたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径に対するシルク含有割合との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーの実施に形態によれば、このシルク複合ナノファイバーは、家蚕幼虫又は野蚕幼虫のカイコのシルクフィブロインと、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種のポリオキシ酸である生分解性素材、並びにキトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の多糖類である生分解性素材から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材とからなり、シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を、一般に７〜７５ｗｔ％、好ましくは１０〜６０ｗｔ％、より好ましくは２０〜６０ｗｔ％（以下、同じ）、残部シルクフィブロインを含んでいる。この場合、ポリオキシ酸と多糖類との混合物は、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）含まれている。
【００５０】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーの別の実施の形態によれば、このシルク複合ナノファイバーは、カイコのシルクフィブロインと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた生分解性素材の少なくとも１種とを主成分とし、さらにＰＶＡ、ＰＥＧ、又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめてなり、シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなるものである。この場合、ポリオキシ酸と多糖類との混合物は、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）含まれている。
【００５１】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーのさらに別の実施の形態によれば、このシルク複合ナノファイバーは、家蚕幼虫又は野蚕幼虫のカイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、上記ポリオキシ酸である生分解性素材をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、及び／又は上記多糖類である生分解性素材を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープを複合してなるシルク複合ドープをエレクトロスピニングしたものであり、このシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなる。この場合、ポリオキシ酸と多糖類との混合物は、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）含まれている。
【００５２】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーのさらに別の実施の形態によれば、このシルク複合ナノファイバーは、上記シルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、上記ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、及び／又は上記多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープを複合してなるシルク複合ドープに対し、さらにＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめたドープをエレクトロスピニングしたものであり、このシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方は、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなる。この場合、ポリオキシ酸と多糖類との混合物の場合は、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）含まれている。
【００５３】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーの製造方法の実施の形態によれば、このナノファイバーは、上記シルクフィブロインのドープと、上記ポリオキシ酸である生分解性素材のドープ及び／又は上記多糖類である生分解性素材のドープとからなる複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることにより製造でき、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を、一般に７〜７５ｗｔ％、好ましくは１０〜６０ｗｔ％、より好ましくは２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含むように製造する。
【００５４】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーの製造方法の別の実施の形態によれば、このシルク複合ナノファイバーは、上記シルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、上記ポリオキシ酸である生分解性素材をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ及び／又は上記多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープを複合してシルク複合ドープを得、このシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることにより製造でき、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含むように製造する。
【００５５】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーの製造方法のさらに別の実施の形態によれば、このシルク複合ナノファイバーは、上記シルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、上記ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ及び／又は上記多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープを複合してシルク複合ドープを得、このシルク複合ドープにさらにＰＶＡ及び／又はＰＥＧを含有せしめ、かくして得られたドープを用いてエレクトロスピニングすることにより製造でき、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含んでおり、ＰＶＡ及び／又はＰＥＧを、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有してなる。この場合、ポリオキシ酸と多糖類との混合物は、好ましくは、得られたシルク複合ナノファイバーの重量に対して、２０〜５０ｗｔ％（シルクフィブロイン：８０〜５０ｗｔ％）含まれている。
【００５６】
以下、上記実施の形態について、さらに詳細に説明する。
本発明で用いることが可能なカイコの絹タンパク質は、家蚕（Bombyx mori）幼虫から得られる家蚕絹糸本体の絹フィブロイン（シルクとも略記する）、又は野蚕に属する柞蚕（Antheraea pernyi）、天蚕（Antheraea yamamai）、タサール蚕（Antheraea militta）、ムガ蚕（Antheraea assama）、エリ蚕、シンジュ蚕等の幼虫から得られる野蚕絹フィブロインである。家蚕としては、農家が飼育する家蚕（Bombyx mori）、家蚕の近縁種のクワコ幼虫由来の絹タンパク質が利用できる。
【００５７】
家蚕絹糸の本体である絹フィブロイン繊維を調製する場合には、カイコが吐糸した家蚕繭糸を炭酸ナトリウム等のアルカリ水溶液で煮沸することでセリシンを除去して調製できる絹フィブロイン繊維が出発物質である。絹フィブロイン繊維を溶解するには、濃厚な中性塩水溶液に絹フィブロイン繊維を溶解し加熱するとよい。この絹フィブロイン水溶液には、絹フィブロインの他に中性塩に基づくイオンが多く含まれるので、セルロース製の透析膜に入れ、水道水で２日〜５日間透析処理を行うと、純粋な絹フィブロイン水溶液が製造できる。この絹フィブロイン水溶液に微量のアルコールを添加して凍結乾燥することで多孔質状態のシルクスポンジ（後述する）が製造できる。
【００５８】
また、柞蚕絹糸又は天蚕絹糸等の野蚕絹糸から絹フィブロイン繊維を調製するには、野蚕繭糸の重量に対して５０倍量の０．１％過酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、９８℃で１時間処理してセリシンを除去し、かくして調製された野蚕絹フィブロイン繊維を、チオシアン酸リチウム等の溶解性の高い中性塩で溶解することで、野蚕絹フィブロイン水溶液が調製できる。これを家蚕絹糸と同様に透析処理して脱塩することで野蚕絹フィブロイン水溶液が調製できる。この絹フィブロイン水溶液に微量なアルコールを加えて凍結乾燥することで多孔質状態のシルクスポンジが製造できる。
【００５９】
家蚕又は野蚕由来のシルクスポンジを蟻酸に溶解してシルク蟻酸ドープを製造できる。
（Ａ）家蚕絹フィブロイン・シルクスポンジの製造：
家蚕繭糸の外層を膠着するセリシンを取り除くため、マルセル石鹸０．２％、炭酸ナトリウム０．０５％の混合溶液に入れ、９８℃で３０分間煮沸すると絹フィブロイン繊維が調製できる。１０ｇの絹フィブロイン繊維を８．５Ｍの臭化リチウム溶液に浸漬し、５５℃以上で１５分処理すると絹フィブロイン繊維は溶解する。この中性塩水溶液をセルロース製の透析膜にいれ、両端を縫糸でくくって５℃の水道水又は純水に４〜５日間入れてリチウムイオンを完全に除くことで、絹フィブロイン水溶液が調製できる。絹フィブロイン水溶液を蒸発させて濃度を高めたり、又は水を加えることで濃度を下げて、約１．６％ １Ｌ絹フィブロイン水溶液を調製し、この水溶液にメタノールを３ｍＬ添加した後、凍結乾燥することで多孔質体のシルクスポンジが製造できる。
【００６０】
絹蛋白質繊維（絹糸）を溶解するには、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、臭化リチウム、チオシアン酸リチウム等の濃厚な中性塩水溶液に絹糸を入れ加熱する。中性塩濃度は５〜９Ｍ程度であり、溶解温度は２５〜７０℃程度であればよい。溶解温度は６０℃以下が好ましい。溶解温度が高温になると絹タンパク質の分子量が低下し、素材の高分子性が失われてしまう危険性があるからである。また、溶解時間は１〜２０分程度に設定することが好ましい。中性塩の中でも絹タンパク質繊維を良好に溶解するものは、絹フィブロイン繊維の溶解力に優れたリチウム塩であり、通常は臭化リチウムが好ましい。８Ｍ以上、好ましくは８．５Ｍ以上の臭化リチウム水溶液であれば、５５℃以上、１５分以上の処理で絹タンパク質繊維は溶解する。
【００６１】
或いはシルクスポンジは次のようにして製造できる。すなわち、家蚕カイコの生糸を、濃度０．０７％炭酸ナトリウム溶液を用いて１時間煮沸して絹セリシンを除去して絹フィブロイン繊維（精練絹）６．５ｇを製造し、これを濃度９．５モルの臭気リチウム水溶液に溶解させ、蒸留水で十分透析してリチウムイオンを完全に除去して濃度１．８％の再出絹フィブロイン水溶液を得た。そして得られた濃度１．８％１リットルの再生絹フィブロイン水溶液に９９％メタノールを３ミリリットル加え室温で静置するとフィブロイン水溶液がゲル化して沈殿を生ずる。これを凍結乾燥装置に入れて減圧下で乾燥することによりシルクスポンジが製造できる。
【００６２】
（Ｂ）野蚕絹フィブロイン・シルクスポンジの製造：
野蚕絹糸を溶解して野蚕絹フィブロイン水溶液を調製するには、野蚕繭糸の周囲を覆う絹セリシンを家蚕絹セリシンの精練とは異なる方法で除去する必要がある。野蚕絹糸の表面にはタンニンが付着し、蛋白質を強く不溶化させているので、これを除去するには、野蚕繭糸を繭糸重量に対して５０倍量の０．１％過酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、９８℃で１時間処理してセリシンを予め除去しておく必要がある。セリシンを除去した野蚕絹フィブロイン繊維をチオシアン酸リチウム等の溶解性の高い中性塩で溶解し、さらにセルロース製の透析膜に入れて純水で透析することで野蚕絹フィブロイン水溶液が調製できる。
【００６３】
絹タンパク質繊維を溶解した中性塩水溶液から純粋な絹タンパク質水溶液を得るには、絹タンパク質の中性塩水溶液をセルロース製の透析膜にいれ、両端を縫糸でくくって室温の水道水又は純水に４〜５日間入れ、リチウムイオンを完全に除くことが必要であり、かくして野蚕絹フィブロイン水溶液が調製できる。野蚕絹糸として、例えば柞蚕絹糸を用いると、調製できるのは柞蚕絹フィブロイン水溶液となる。
【００６４】
約１．６％ １Ｌ絹フィブロイン水溶液を調製し、この水溶液に３ｍＬメタノールを添加した後、凍結乾燥することで多孔質体のシルクスポンジが製造できる。
【００６５】
上記のようにして絹フィブロイン水溶液から製造したフィブロインスポンジ（シルクスポンジともいう）を蟻酸等の溶媒に溶かすことによりシルクドープが得られる。その製造方法は後述する。
【００６６】
本発明に係るシルク複合ナノファイバーは、上記したような家蚕幼虫又は野蚕幼虫から調製されたシルクフィブロインやシルクスポンジと、第２物質としてのポリオキシ酸及び／又は多糖類、さらに所望によりＰＶＡ及び／又はＰＥＧとを含んでいるものである。
【００６７】
本発明のシルク複合ナノファイバーは、シルクドープと、ポリオキシ酸をジクロロメタン又はクロロフォルムに溶解して調製するドープ及び／又は多糖類を蟻酸に溶解して調製するドープ、さらに所望によりＰＶＡ及び／又はＰＥＧのドープとを室温で静かに混合してシルク複合ドープを得、このドープを用いてエレクトロスピニングすることにより製造できる。
【００６８】
上記家蚕のシルク・絹フィブロインと複合できる第２物質は、上記したように、ポリオキシ酸、多糖類である。水溶性の家蚕絹フィブロインドープに第２物質のドープを加えて製造できるシルク複合ドープをエレクトロスピニングすることでシルク複合ナノファイバーが製造できる。
【００６９】
シルクドープとポリオキシ酸ドープとを配合する場合のドープの量比、シルクドープと多糖類ドープとを配合する場合のドープの量比、シルクドープとポリオキシ酸ドープ及び多糖類ドープとを配合する場合のドープの量比、及び所望により、さらにＰＶＡ及び／又はＰＥＧのドープを配合する場合の量比は自由に変えることができ、その結果、シルクとポリオキシ酸及び／又は多糖類（所望により、さらにＰＶＡ及び／又はＰＥＧ）との量比の異なるシルク複合ナノファイバーが製造できる。
【００７０】
本発明者らは、シルクドープ及び多糖類のドープを調製する溶媒として、蟻酸が共通に利用できることを新たに見出し、シルク蟻酸ドープと多糖類蟻酸ドープとを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーが製造できることを見出した。
【００７１】
絹タンパク質を溶解する溶媒には、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）、１, １, １, ３, ３, ３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）、蟻酸（ＦＡ）があり、エレクトロスピニングを実施するために使用する溶媒として特に好ましいのはＦＡである。多糖類を溶解する溶媒には、ＴＦＡ、ＨＦＩＰ、ＦＡがあるが、エレクトロスピニングを実施するために使用する溶媒として特に好ましいのはＦＡである。
【００７２】
シルクと多糖類とのシルク複合ドープや、シルクとポリオキシ酸とのシルク複合ドープや、シルクと多糖類及びポリオキシ酸とのシルク複合ドープを製造するには、シルクドープ及び多糖類ドープや、シルクドープ及びポリオキシ酸ドープや、シルクドープ、多糖類ドープ及びポリオキシ酸ドープを室温で複合（混合ともいう）すればよく、この複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることで各成分の組成含量が任意に含まれるシルク複合ナノファイバーが製造できる。
【００７３】
エレクトロスピニングにより製造できるシルク複合ナノファイバー又は場合によってはビーズ形態物の存在量は、シルク、多糖類、ポリオキシ酸を溶解する溶媒、組成の重量比、エレクトロスピニング条件の印加電圧等により制御できる。
【００７４】
次に、本発明で用いるポリオキシ酸、多糖類、陰イオン性界面活性剤について、エレクトロスピニングによるシルク複合ナノファイバーの製造について、及びシルク複合ナノファイバーの太さ（繊維径）評価について説明する。
【００７５】
（Ａ）ポリオキシ酸について：
本発明で利用できる生分解性挙動を有するポリオキシ酸としては、上記したように、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸の共重合物が例示できる。
【００７６】
これらの生体高分子の内、生体内吸収性の医用材料として活発な研究が展開し、臨床的にも手術用の吸収性縫合糸としての利用で実績のあるポリ乳酸を中心に以下の実施例で説明する。
【００７７】
ポリグリコール酸、ポリ乳酸に代表されるポリオキシ酸の生分解性ポリマーを溶解する溶媒としては、１, １, １, ３, ３, ３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）、トリクロロ酢酸（ＴＦＡ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等を挙げることができる。
【００７８】
次にポリオキシ酸の一般的な特性を説明する。乳酸には不斉炭素が１つあるためポリ乳酸には、Ｌ体とＤ体との２種が存在する。Ｌ体の重合物はポリ−Ｌ−乳酸（以下、ＰＬＬＡともいう）、Ｄ体の重合物はポリ−Ｄ−乳酸（以下、ＰＤＬＡともいう）である。乳酸がエステル結合によって重合し、長くつながった高分子がポリ乳酸であり、ポリ乳酸は微生物などにより分解し二酸化炭素と水になる。ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸とがランダムに重合したポリ−ＤＬ−乳酸（ＰＤＬＬＡ）は、結晶性が低過ぎて実用性に乏しい。Ｄ体とＬ体が繰り返し重合したブロック重合物が製造され研究が進んでいる。ポリ乳酸は、衣料用途としてＴシャツやユニフォーム等、生活雑貨用途にも幅広く展開されている。生分解性を利用した、農業用シートや園芸ネットなどにも利用されている。
【００７９】
医用分野で用いられるポリオキシ酸には、酵素作用の影響を受けて、劣化・生分解して低分子化するものが多い。ポリ乳酸やポリグリコール酸などのポリオキシ酸は、最近用いられている代表的な生分解性有機素材であり、体内埋め込み材、デリバリー用材料又は医薬品の徐放担体として広範に利用されており、生分解性プラスチックとしても利用されつつあるが、ポリオキシ酸は高価格であることが普及上の問題となっている。
【００８０】
ポリ乳酸やポリグルコース酸等のポリオキシ酸は、無毒であり生分解性素材として広く用いられ、高重合体が得られ強度等力学的特性の良い材料であり、体内に埋込むと数週間後に体内で吸収され水と二酸化炭素とに分解してしまう。ポリグルコール酸は、こうした優れた生化学的な特性を持つ反面、価格が高く、結晶性が高く硬すぎて軟組織適合性が低い、分解速度が制御し難い、素材に化学修飾をすることで生分解性を調節することが困難である。
【００８１】
上記記載のとおり、キチン・キトサン、ポリオキシ酸、多糖類、はいずれも生分解性を有するものといえる。
【００８２】
本発明で利用できるポリオキシ酸を例示すると、下記の表１記載の化合物を挙げることができる。これらの化合物はいずれも和光純薬工業（株）製の商品として入手できる。
【００８３】
以下の実施例で特記事項のないＰＬＡ（ポリ乳酸）は、ＰＬＡ ００２０を意味する。
【００８４】
【表１】
【００８５】
表１において：
Ｍ．Ｗ．５０００は分子量５０００を意味する。
ＰＬＡはポリ乳酸である。
ＰＬＧＡは乳酸とグリコール酸とからなる共重合物である。
試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５は、分子量が異なるポリ乳酸である。
試料Ｎｏ．６〜Ｎｏ．９は、乳酸とグルコール酸とが５０：５０からなり、分子量が異なる共重合体である。
試料Ｎｏ．１０〜Ｎｏ．１３は、乳酸とグルコール酸とが７５：２５からなり、分子量が異なる共重合体である。
【００８６】
上記ポリオキシ酸を溶解する溶媒には、クロロフォルム（ＣＦ）、ジクロロメタン（ＤＣＭ）等があり、エレクトロスピニングを実施するために使用する溶媒として特に好ましいのはＣＦ、ＤＣＭである。
【００８７】
（Ｂ）多糖類について：
本発明で用いる多糖類（例えば、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロース）は、いずれも生体内消化性の特性、すなわち生分解特性を有している。更に具体的には、キトサン（以下、ＣＳともいう）及びキチンは、生体内消化性がある。キチンを動物体内に埋れ込んでもほとんど異物反応を示さないといわれている。キチンは、キテナーゼ（ＥＣ３．２．１．１４）で、加水分解されてキトビオース等のオリゴ糖になるが、生体防御機構に組み込まれているリゾチーム（ＥＣ３．２．１．１７）によっても徐々に加水分解される（Nishi, N., S. Nishimura, O. Somorin, Lysozyme-accesssible Fibers from Chitin and its derivatives, Sen-i Gakkaishi, 39, 45-49 （1983））。
【００８８】
キチンを構成するβ−Ｄ−Ｎアセチルーグルコサミン残基のＣ−６位水酸基をＣＭ基（カルボキシルメチル基）ヘアルキル化変換すると、水溶性が増大するが、ＣＭ化度が増加するに伴ってリゾチーム消化で代表される生体内消化性も著しく増大する（Uraki, Y., S. Tokura, Calcium- mediated adsorption of neutral amino acids to carboxymethylated chitin, J. Macromol. Sci, Chem, A25, 1427-1441 （1988））。
【００８９】
プルラン（Ｐｕｌｌｕｌａｎ、以下、Ｐｕともいう）は、急性毒性、亜急性毒性、慢性毒性、変異原性の各試験において安全性が確認されており、わが国では澱粉同様、使用制限の無い添加物として扱われている。マヨネーズ、ドレッシング等の食品に対し、０．５〜２％添加し、溶解し使用する。滑らかなテクスチャーを製品に与え、食品に用いた場合は、トロ味の付与、食感の改良に役立つ。そのため、特に乾燥食品を安定に接着するので、錠剤（菓）や顆粒のバインダーとしても最適である。
出典：http://www.hayashibarashoji.jp/product/pullulan02.html#
【００９０】
プルランは、接着力・付着力・皮膜性・潤滑性に優れた天然の多糖類であり、デンプンを原料とし、黒酵母の一種であるAureobasidium pullulansを培養して得られたマルトトリオースが規則正しくα−１，６結合した天然多糖類である。冷水、温水いずれにも溶解する。ジメチルホルムアミドやジメチルスルホキシドにも可溶だが、その他の有機溶媒には不溶である。多糖類の用途としては、農業薬剤、印刷材料のバインダーとして利用できる。プルランの皮膜は酸素バリア性がある。金属表面の酸化保護、形成膜として利用できる。
【００９１】
ジェラン（Ｇｅｌｌａｎ、以下、Ｇｅともいう）は、プルランと同様に微生物由来の多糖類であり、増粘安定剤として各種食品に広く利用されている。ジェランガムは水を吸収してゲルとなる。特に水と油を乳化する。ゲル素材や粘土調整剤には多糖類のキサンタンガム、ペクチン、カラギナンがある。食品添加物として用いられ、アレルギー性はない。
【００９２】
ペクチン（Ｐｅｃｔｉｎ、以下、Ｐｅともいう）は、野菜や果実に多く含まれる。特に柑橘類に多く含まれる天然高分子多糖類である。
【００９３】
以下の実施例で用いた多糖類は販売・製造元は次の通りである。
ペクチンは、リンゴ由来の多糖類である（和光純薬工業株式会社、167-00542, Lot No. WEL0219)。また、プルランは、Nakalai Tesque 29418-31, Lot No. M2H9324である。
【００９４】
硫酸セルロース（以下、ＳＣともいう）は、和光純薬工業製のセルロースを硫酸化処理して製造したものである。
【００９５】
本発明において使用したキトサン（以下、ＣＳともいう）は、ＣＳ５、ＣＳ５０、ＣＳ３００、ＣＳ１０００であり、いずれの和光純薬工業株式会社製商品である。ＣＳの後の数値は平均重合度を意味する。以下の実施例で特に重合度の記載がないＣＳは、ＣＳ１０００である。
【００９６】
水溶性高分子として使用したポリエチレングリコール（以下、ＰＥＧと略記することもある）は、ＰＥＧ２０，０００、ＰＥＧ５００，０００、ＰＥＧ３，５００，０００である。ＰＥＧの後の数値は分子量を意味し、これらはいずれも和光純薬工業株式会社製の商品である。
【００９７】
（Ｃ）陰イオン性界面活性剤について：
陰イオン性界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム（Sodium dodecyl sulfate、以下、ＳＤＳと略記する）を用いた。これは和光純薬工業株式会社製の商品である。
【００９８】
ポリビニルアルコールは、和光純薬工業株式会社製の平均重合度１，５００（けん化度は８６〜９０ｍｏｌ％）を使用した。
【００９９】
（Ｄ）エレクトロスピニングによるナノファイバーの製造：
カトーテック製のエレクトロスピニング装置を使用してシルク複合ナノファイバーを製造した。エレクトロスピニング装置の構成は次の構造物からなる。シルクドープを充填するポリマー貯蔵タンク、陽極を通ずる貯蔵タンク、貯蔵タンクに接続する紡糸ノズル、紡糸ノズルから一定距離を隔てた場所に陰極板が設けられている。陽極・陰極間の距離は１０−２０ｃｍまで自由に設定できる。本明細書中で特に但し書きが無い場合は、次の条件でエレクトロスピニングを行った。印加電圧：２５〜３５ｋＶ、紡糸距離：１５ｃｍ、シリンジ速度（以下、紡糸速度とも言う）：０．０２〜０．３ｃｍ／ｍｉｎ。
【０１００】
陽極・陰極板間に電圧（５〜４０ｋＶ）を印加すると、静電力により紡糸ノズルから陰極板に向かって霧状態のシルクポリマージェットが噴射され、その結果、ナノファイバーが陰極板上に吹き付けられ積層する。
【０１０１】
以下の実施例でエレクトロスピニング条件の記載がないものは、印加電圧：３０ｋＶ、紡糸距離：１５ｃｍ、紡糸速度：０．０３ｃｍ／ｍｉｎの条件下での結果である。
【０１０２】
（Ｅ）シルクナノファイバーの太さ（繊維径）評価：
シルク複合ナノファイバー又はシルクナノファイバーの平均繊維径は、イオンコーターで金を蒸着したシルク複合ナノファイバーを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、太さを調べた。繊維径はＪ−Ｉｍａｇｅを用いて測定した。
【０１０３】
Ｊ−Ｉｍａｇｅ画像処理にはインターネットからダウンロードできる汎用のソフトを用いたものであり、ＳＥＭ測定により得られる画像を取り込み、必要に応じて画像を拡大・縮小し、測定すべき個所の繊維を手動で指示すると平均繊維径の値が自動的に計測・表示できる。異なる５０個所を逐次測定することでナノファイバーの平均繊維径と標準偏差を求めることができる。
【０１０４】
シルクポリマージェットの飛び方とナノファイバーの製造状態とが安定かどうかを目視で観察してナノファイバーの紡糸状態を観察し、評価した。
【０１０５】
（Ｆ）エレクトロスピニングで製造したシルク複合ナノファイバーの紡糸状態：
目視で観察し、評価した。この場合の評価基準は、以下の通りである。
＋：紡糸ノズルから陰極板に向かって超微細で霧状態のポリマージェットが連続的に安定して放出されて、ナノファイバーが陰極板上に集積する状態が良好である。
−：紡糸ノズルから陰極板に向かって超微細で霧状態のポリマージェットの放出が不安であり連続的に放出されることなく、ポリマージェットのナノファイバーが陰極板上に集積する状態が良好ではない。
【０１０６】
次に本発明を実施例により更に詳細に説明する。本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、以下において、濃度はｗｔ％で表示する。
【０１０７】
以下の実施例から明らかなように、（１）ＰＬＡのＤＣＭドープ又はＰＬＡのＣＦドープを用いてエレクトロスピニングすると、ポリマージェットが噴射する過程で試料ドープが紡糸ノズルでゲル化し易く、紡糸ノズルの先にゲル化物が垂下してブルブル震える現象が起こり、紡糸状態が不安定となる。製造できるＰＬＡナノファイバーは繊維径の太い、そしてバラツキの多いナノファイバーである。これに対し、ＰＬＡのＤＣＭドープ又はＰＬＡのＣＦドープにシルクドープ（ＳＦのＦＡドープ）を複合してなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングするとシルク複合ナノファイバーの繊維径は微少となり、紡糸状態は安定化する。また、（２）ＰＬＡのＣＦドープを用いてエレクトロスピニングして製造できるＰＬＡナノファイバー繊維径は、ＰＬＡのＤＣＭドープを用いてエレクトロスピニングして製造できるＰＬＡナノファイバー繊維径よりも細くて、繊維径バラツキが小さい。
【０１０８】
また、ＰＬＡ００２０を室温の蟻酸で溶解しても溶解度は低いため溶けにくいが、８０℃に加熱して溶解させると均一に溶ける。加熱状態から温度を降下させて室温にして１日静置すると、ＰＬＡドープは白濁してゲル化し易く、それに伴いエレクトロスピニングができない。これを防止するには、試料ドープを加熱することでエレクトロスピニングが良好となる。
【実施例１】
【０１０９】
本実施例では、ＣＳ３００（重合度３００のキトサン）をＴＦＡに溶解する際の溶解挙動を調べた。すなわち、２ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープ及び４ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープを調製する際の溶解状態を調べた。スタラーを用いて室温のＴＦＡにＣＳをいれて攪拌しながら室温（２５℃）で２時間撹拌処理を行いながらＣＳ３００の溶解挙動を調べた。２ｗｔ％ＣＳはＴＦＡに溶解時、ゲル化し、均一なＣＳドープにはならなかった。４ｗｔ％ＣＳはＴＦＡには溶解しなかった。
【０１１０】
２ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープを４０℃設定のオーブンに入れて３０分加熱したところ均一なドープとなった。４ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープを４０℃設定のオーブンに入れて３０分加熱したところどろどろして粘度の高いドープであったが均一に溶解した。
【０１１１】
ここで使用した２種類のドープ、（１）２ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープ、（２）４ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープは、４０℃の加熱状態から次第に室温まで降温した後、室温で２時間静置したところ、２ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープ及び４ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープはともにゲル化しなかった。
【実施例２】
【０１１２】
本実施例では、重合度５、５０、３００のキトサン（ＣＳ５、ＣＳ５０、ＣＳ３００）をトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）又はヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）で溶解する実験を行い、溶解度を検討した。得られた結果を表２に示す。
溶解度の評価は次のようにして行った。
○ 溶解して均一な溶液となった。
× 溶解できなかった。
【表２】
【０１１３】
ＣＳ５をＴＦＡに室温で溶解することで、１、２、３ｗｔ％ＣＳ５−ＴＦＡドープが得られた。
ＣＳ５０をＴＦＡドープに室温で溶解すると、１ｗｔ％ＣＳ５−ＴＦＡドープが得られたが、２ｗｔ％ＣＳ５−ＴＦＡドープにまで濃度を上げることができなかった。
ＣＳ３００はＴＦＡに室温で溶解しても溶解しなかった。
ＣＳ５、ＣＳ５０、ＣＳ３００は、室温のＨＦＩＰには溶解しなかった。
ＣＳ３００は、４０℃のＴＦＡに溶解し、２時間、４０℃で加熱すると２ｗｔ％ＣＳ３００−ＴＦＡドープとなったが、４ｗｔ％ＣＳ３００−ＴＦＡドープは製造できなかった。
以上の結果から明らかとなったことは、ＣＳ５、ＣＳ５０、ＣＳ３００は、時間をかけて４０℃に加熱することでＴＦＡに溶解させることが可能となった。
【実施例３】
【０１１４】
本実施例では、ＰＬＡを溶解するための溶媒を検討した。
表３記載の各溶媒１ｍＬを容量３ｍＬのポリエチレン製の遠心管に採取し、その中にＰＬＡ３ｍｇを加え、室温で２０分静置した後ＰＬＡが溶解するかどうかを目視で観察した。その結果を表３に纏めた。使用した溶媒は、ＤＭＳＯ：ジメチルシルホキシド、ＤＭＦ：ジメチルホルムアミド、ＤＣＭ：ジクロロメタン、ＣＦ：クロロフォルム、ＦＡ：蟻酸、Ｔｏｌ：トルエンであった。
【０１１５】
【表３】
表３において、
×： ＰＬＡが溶解しない：
○： ＰＬＡが溶解する
【０１１６】
以上の結果から明らかとなったことは、ＰＬＡを効率よく溶解するための溶媒はＤＣＭ、ＣＦ、ＦＡである。シルク複合ドープを製造するうえでＰＬＡを溶解する溶媒はＤＣＭ、ＣＦ、ＦＡを使用できるが、シルクスポンジを溶かした溶媒を用いてエレクトロスピニングを効率的に行うために、シルク用に適した溶媒候補としてＤＣＭ、ＣＦ、ＦＡが考えられる。但し、ＰＬＡとシルクとを複合するには、ＰＬＡの溶媒とシルクの溶媒とが良好な状態で混合することが必要となる。ＰＬＡの溶媒とシルクの溶媒の組み合わせを特に配慮する必要性がある。
【実施例４】
【０１１７】
本実施例では、シルク複合ナノファイバーを製造するための予備実験を次のようにして行った。
（１）ＰＬＡ００２０をジクロロメタン（ＤＣＭ）に溶解して製造した３ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと３ｗｔ％ＳＦ（シルクフィブロイン）−蟻酸（ＦＡ）ドープとを複合する際、異なる重量比で複合したシルク複合ドープを製造した。
（２）ＰＬＡをクロロフォルム（ＣＦ）に溶解した３ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと３ｗｔ％ＳＦ−蟻酸（ＦＡ）ドープとを複合する際、異なる重量比で複合したシルク複合ドープを製造した。
【０１１８】
上記において、（１）３ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ／３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ＝１００／０、５０／５０、３０／７０、０／１００の重量比で、また、（２）３ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープ／３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ＝１００／０、５０／５０、３０／７０、０／１００の重量比で複合して製造したシルク複合ドープをガラス板のうえに室温で拡げて蒸発乾固させ、シルク複合膜を製造し、膜試料の特長を目視で観察した。得られた結果を表４に示す。
【０１１９】
シルク複合膜の形態と透明度は次のようにして評価した。
＋＋：試料が膜状に成型され高強度の膜である。
＋：膜状に形成できるが強度は普通程度。
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
以上の結果から次の点が明らかになった。
（１）１００／０膜試料、すなわち、３ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープを蒸発乾固してなるＰＬＡ膜は、成膜性もよく、透明膜であった。（２）１００／０膜試料：すなわち、３ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープを蒸発乾固してなるＰＬＡ膜は、成膜性もよく、透明膜であった。また、上記（１）及び（２）において、３ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ又は３ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを異なる重量比（５０／５０、３０／７０、７０／３０）で複合したシルク複合ドープを乾燥固化してなるシルク複合膜は、目視的には均一な膜状態ではなく厚さに斑があり、かつ膜は少し白濁していた。
【実施例５】
【０１２２】
２種類のドープを複合する過程、２種類のドープがどのように複合するかを目視で観察することで、エレクトロスピニングにより２種類のドープからナノファイバーが製造できるかを推定することができる。
【０１２３】
そこで、（１）７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ又は１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとの重量比５０：５０で複合する過程、（２）７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープ又は１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとの重量比５０：５０で複合する過程、及び（３）３％ＳＦ−ＦＡドープと（ａ）３％ＰＬＡ−ＣＦドープ（ＰＬＡの３％クロロフォルムドープ）、又は（ｂ）３ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ（ＰＬＡの３ｗｔ％ジクロロメタン）との重量比５０：５０で複合する過程で、２種類のドープがどのように複合するかを目視で観察すると共に、エレクトロスピニングを行った結果を観察した。
【０１２４】
目視観察の結果は次の通りであった。
（１）７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ又は１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープに１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを加えるとゲル化してしまい、紡糸ノズル部位でシルク複合ドープが目詰まりを起こし、エレクトロスピニングできない。
（２）７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープ又は１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープを１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープに加えても室温ではゲル化が起こらなかったので、この条件がＰＬＡとＳＦを複合するより好ましい溶解条件、複合条件である。こうした条件で作製したシルク複合ドープを室温でエレクトロスピニングしても、紡糸ノズルでシルク複合ドープが目詰まりすることはなく、エレクトロスピニングでシルク複合ナノファイバーが製造できた。
（３）３％ＳＦ−ＦＡドープに、（ａ）３％ＰＬＡ−ＣＦドープ（ＰＬＡの３％クロロフォルムドープ）を加え、又は（ｂ）３ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ（ＰＬＡの３ｗｔ％ジクロロメタン）を加えて得た複合ドープを用いてエレクトロスピニングを行った。
【０１２５】
上記したように、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭ又は１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭに１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡを加えるとゲル化してしまうが、このシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングする際、シルク複合ドープを４０℃に加熱することで、シルク複合ナノファイバーが製造できた。上記（３）（ａ）の場合、シルク複合ドープを室温でも又は４０℃に加熱しても、良好にシルク複合ナノファイバーが製造できた。また、（３）（ｂ）の場合、シルク複合ドープを室温でエレクトロスピニングしても、シルク複合ナノファイバーは製造できなかったが、シルク複合ドープを４０℃で加熱したところ良好にシルク複合ナノファイバーが製造できた
【実施例６】
【０１２６】
乳酸とグリコール酸５０：５０共重合体（以下のＰＬＧＡは、ＰＬＧＡ−５０及びＰＬＧＡ−５０２０である。和光純薬工業製）をクロロフォルム（ＣＦ）又はジクロロメタン（ＤＣＭ）に溶解させて濃度７ｗｔ％のＰＬＧＡ−ＣＦドープ又は７ｗｔ％のＰＬＧＡ−ＤＭＣドープを調製した。次に、シルクスポンジを蟻酸に溶解して１０ｗｔ％のシルクフィブロイン（以下、シルクと略記する）（ＳＦ）−ＦＡドープを調製した。ＰＬＧＡ−ＣＦドープ又はＰＬＧＡ−ＤＣＭドープとＳＦ−ＦＡドープとを等量複合してなるシルク複合ドープをエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。なお、エレクトロスピニング条件としての紡糸距離１５ｃｍ、印加電圧は１５ｋＶであった。
【０１２７】
７ｗｔ％ＰＬＧＡ−ＣＦに１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを複合したシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすると、極めて良好にシルク複合ナノファイバーが製造できた。比較的印加電圧が低い１５ｋＶであってもシルク複合ドープのスプレーが紡糸ノズルから飛び始め、印加電圧３０ｋＶではエレクトロスピニング状態が良好となり、シルク複合ナノファイバーの製造状態が良好であった。
【０１２８】
但し、７ｗｔ％のＰＬＧＡ−ＤＭＣドープに１０ｗｔ％のＳＦ−ＦＡドープを複合したシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすると、紡糸ノズルからのスプレーの噴出状態は良くなく、エレクトロスピニング状態は間歇的となり不安定となったが、紡糸速度を変えることで改善される傾向があった。
【０１２９】
このことから、乳酸：グリコール酸＝５０：５０共重合体（ＰＬＧＡ−５０及びＰＬＧＡ−５０２０、和光純薬工業製）をクロロフォルム（ＣＦ）又はジクロロメタン（ＤＣＭ）に溶解してなるＰＬＧＡドープもエレクトロスピニング可能であることが分かった。
【実施例７】
【０１３０】
本実施例では、ＰＬＡ００２０とシルクとからなるシルク複合ナノファイバーについて述べる。エレクトロスピニング条件は、印加電圧：３５ｋＶ、紡糸距離（Ｌ）：１５ｃｍであった。
【０１３１】
１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＦＡドープと１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを等量複合したシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすると、製造できるものは、殆どビーズ状物であり、シルク複合ナノファイバーが形成されているが、その出現率は低いことがＳＥＭ観察で分かった。
【０１３２】
１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとの等量複合ドープを用いてエレクトロスピニングすると、太めのシルク複合ナノファイバーと細めのシルク複合ナノファイバーが製造でき、出現割合は少ないがビーズ状物も観察されることがＳＥＭ観察で分かった。
【０１３３】
１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープ単独でエレクトロスピニングすると、ＰＬＡナノファイバーが効率よく製造できた。太めのナノファイバーと細めのナノファイバーが効率よく製造でき、ビーズ状物は全く存在しなかった。但し、紡糸ノズルの先端からＰＬＡのゲル状物が垂れ下がり、エレクトロスピニング状態は不安定であった。
【０１３４】
以上の結果から明らかとなったことは、１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープを用いてエレクトロスピニングすると、シルク複合ナノファイバーは製造できるが、紡糸ノズルの先端にＰＬＡがゲル状態となり垂下するため、紡糸状態はやや不安定となる。これはＰＬＡ−ＤＣＭドープがゲル化し易いためであり、ドープ容器を加熱装置で４０℃に加熱することで、紡糸ノズルの先端におけるＰＬＡのゲル状態の垂下は無くなり紡糸状態が良好となった。
【０１３５】
ＳＦ−ＦＡドープとＰＬＡ−ＤＣＭドープとのシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングする際には、紡糸ノズルの先端におけるＰＬＡのゲル状態の垂下は見られず、安定した紡糸状態となった。
【実施例８】
【０１３６】
１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを異なる重量比で複合させてなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングした。紡糸条件は、印加電圧：３０ｋＶ、紡糸距離：１５ｃｍであった。
【０１３７】
１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを、重量比：７０／３０、５０／５０、４０／６０で複合して得られたシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることで、シルク複合ナノファイバーが最も良好に製造できた。重量比が１００／０のシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすると、太い繊維径と細い繊維径のシルク複合ナノファイバーが製造できた。この際、ビーズは全く観察できなかったが、紡糸ノズル先端には僅かにゲル化した試料ドープが垂れ下がり、紡糸状態はやや不安定であった。
【０１３８】
重量比が３０／７０、２０／８０のシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすると、製造できるものは殆どがビーズ状物質であり、シルク複合ナノファイバーは全く観察できなかった。
【実施例９】
【０１３９】
ＰＬＡ−ＣＦドープ又はＰＬＡ−ＤＣＭドープとＳＦ−ＦＡドープとを異なる重量比で複合してなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。製造されたシルク複合ナノファイバーをＳＥＭ観察して、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径、その標準偏差とＰＬＡ／ＳＦ重量比との関係を調べた。得られた結果を図１に示す。図１の横軸でいう組成比は、各ドープの複合割合であり、各ドープを、例えば、重量比で４０／６０で複合することを意味し、縦軸は平均繊維径（ｎｍ）である。
【０１４０】
図１は、ＰＬＡとＣＦとからなるシルク複合ドープの組成比に対する得られたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径との関係を示すグラフであり、黒塗り△は、１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと７ｗｔ％フィブロイン−蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、＊は、７％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１０ｗｔ％フィブロイン−蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、黒塗り□は、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと１０ｗｔ％フィブロイン−蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、×は、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと７ｗｔ％フィブロイン−蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、黒塗り○は、１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと７ｗｔ％フィブロイン−蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示す。
【０１４１】
ＰＬＡとＳＦとからなる異なる重量比（１０／９０及び５０／５０）のシルク複合ドープの場合、紡糸前に既に溶液中で沈殿やゲル化が起こり、エレクトロスピニングはできなかった。
【０１４２】
エレクトロスピニングできるシルク複合ドープを紡糸して、シルク複合ナノファイバーを製造し、そのシルク複合ナノファイバーの平均繊維径をＳＥＭ測定で評価した。
【０１４３】
ＰＬＡとＳＦの濃度や複合割合と、エレクトロスピニングで製造したナノファイバーの繊維径の平均値を示したものが図１である。ＰＬＡ／ＳＦドープの重量比４０／６０〜２０／８０のシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングした時、得られるシルク複合ナノファイバーの平均繊維径と複合割合との関係は、右下がりのグラフになっている。これは、ＰＬＡの含有量が減り、ＳＦの含有量が増えると、得られるシルク複合ナノファイバーの平均繊維径が細くなることを示唆している。ＰＬＡをＣＦで溶解してなる１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと７ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを用いて得られたシルク複合ナノファイバーでは、この傾向が特に顕著である。しかし、ＰＬＡの複合割合が低いとシルク複合ナノファイバーになりにくい傾向もみられた。また、同じ濃度の組み合わせのとき、溶媒にＤＣＭよりはＣＦを使用した時に平均繊維径が細くなる傾向があった。
【実施例１０】
【０１４４】
ＰＬＡ−ＣＦドープとＳＦ−ＦＡドープとを異なる重量比で複合してなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。製造できたシルク複合ナノファイバーをＳＥＭ観察して、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径（ｎｍ）、その標準偏差とＰＬＡ／ＳＦ重量比との関係を調べた。得られた結果を図２に示す。図２の横軸及び縦軸は、図１の場合と同じことを意味する。
【０１４５】
図２は、各組成比に対するＰＬＡ−ＣＦドープとＳＦ−ＦＡドープとのシルク複合ドープを用いて得られたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径を示し、黒塗り△は、１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと７ｗｔ％シルクフィブロインの蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、黒塗り□は、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと１０ｗｔ％シルクフィブロインの蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、黒塗り◇は、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと７ｗｔ％シルクフィブロインの蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示す。
【実施例１１】
【０１４６】
ＰＬＡ−ＤＣＭとＳＦ−ＦＡとを異なる重量比で複合してなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。製造できたシルク複合ナノファイバーをＳＥＭ観察して、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径、その標準偏差とＰＬＡ／ＳＦ重量比との関係を調べた。得られた結果を図３に示す。図３の横軸及び縦軸は、図１の場合と同じことを意味する。
【０１４７】
図３は、各組成比に対するＰＬＡ−ＤＣＭドープとＳＦ−ＦＡドープとのシルク複合ドープを用いて得られたシルク複合ナノファイバーの平均繊維径を示し、黒塗り△は、１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと７ｗｔ％シルクフィブロインの蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、黒塗り□は、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１０ｗｔ％シルクフィブロインの蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示し、黒塗り◇は、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと７ｗｔ％シルクフィブロインの蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）を示す。
【０１４８】
上記したように、図２はＣＦ、図３はＤＣＭを使用してＰＬＡを溶解したときに得られたナノファイバーの太さの平均値をプロットしたグラフである。これらのグラフから明らかなように、ＰＬＡ含量が低くＳＦ含量が高いほどナノファイバーの平均繊維径が細く、繊維径のばらつきが少なくなる傾向が確認できる。これは、ＰＬＡ含量が減りＳＦ含量が増えると、細い均一なシルク複合ナノファイバーが得られることを示唆している。また、ＰＬＡの溶媒にＣＦ、ＤＣＭを使用したときは、ともにＰＬＡ濃度が７ｗｔ％でＳＦ濃度が１０ｗｔ％の複合ドープから得られたシルク複合ナノファイバーは細くなる傾向があり、繊維径平均は全ての複合割合において１５０ｎｍ以下であった。
【実施例１２】
【０１４９】
ＰＬＡ−ＣＦドープとＳＦ−ＦＡドープ、又はＰＬＡ−ＤＣＭドープとＳＦ−ＦＡドープとを異なる重量比で複合してなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。製造できたシルク複合ナノファイバーをＳＥＭ観察して、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径、その標準偏差とＰＬＡ／ＳＦ重量比との関係を調べた。得られた結果を図４に示す。
【０１５０】
図４（ａ）〜（ｈ）は、シルク複合ナノファイバーのＳＥＭ画像であり、図４において、（ａ）〜（ｈ）は、以下の条件でエレクトロスピニングして製造したシルク複合ナノファイバーのＳＥＭ画像である。
【０１５１】
シルク複合ドープの製造条件：
（ａ）〜（ｄ）：１０ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープと７ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとからなるシルク複合ドープを用いて得られたシルク複合ナノファイバーであり、ＰＬＡ／ＳＦの組成比（重量比）は以下の通りである。
（ａ）：４０／６０（紡糸速度：０．３２ｃｍ／ｍｉｎ）
（ｂ）：４０／６０（紡糸速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ）
（ｃ）：３０／７０（紡糸速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ）
（ｄ）：２０／８０（紡糸速度：０．３２ｃｍ／ｍｉｎ）
【０１５２】
（ｅ）〜（ｈ）：７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと７ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとからなるシルク複合ドープを用いて得られたシルク複合ナノファイバーであり、ＰＬＡ／ＳＦの組成比（重量比）は以下の通りである。
（ｅ）：５０／５０（紡糸速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ）
（ｆ）：４０／６０（紡糸速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ）
（ｇ）：３０／７０（紡糸速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ）
（ｈ）：２０／８０（紡糸速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ）
【０１５３】
上記（ａ）〜（ｈ）の場合に試算した最小限度量の値は下記のとおりであった。
（ａ）：（ＰＬＡ＝４８．８ｗｔ％）
（ｂ）：（ＰＬＡ＝４８．８ｗｔ％）
（ｃ）：（ＰＬＡ＝３８ｗｔ％）
（ｄ）：（ＰＬＡ＝３５．７ｗｔ％）
（ｅ）：（ＰＬＡ＝５０ｗｔ％）
（ｆ）：（ＰＬＡ＝３９ｗｔ％）
（ｇ）：（ＰＬＡ＝３０ｗｔ％）
（ｈ）：（ＰＬＡ＝２０ｗｔ％）
【０１５４】
上記のＰＬＡ％は、複合ドープを使用してエレクトロスピニングした時にナノファイバーができるＰＬＡの最小限度量を意味する。この根拠は、ＰＬＡ単独又はＰＬＡを多量に含むと、エレクトロスピニングによる紡糸状態は良いことが既に確かめられている。そこで、ＰＬＡ含量を下げた場合に、どの程度でシルク複合ナノファイバーが製造できるかを調べる必要性があるため、最小限度量を試算することにしたためである。
【０１５５】
図４のＳＥＭ写真の目視観察によると、いずれの条件においてもシルク複合ナノファイバーの他にビーズも出現する。ＰＬＡの含有量が高いとビーズ存在量が少なく、ＳＦの含有量が多いとビーズの存在量は多い傾向があった（図４の（ａ）〜（ｃ）、（ｅ）〜（ｈ））。紡糸速度が０．０２ｃｍ／ｍｉｎから０．３２ｃｍ／ｍｉｎになると、大部分がシルク複合ナノファイバーであり、ごく一部にビーズが含まれる（図４の（ｃ）、（ｄ））。シルク複合ナノファイバーの平均繊維径の変化は特に観察されなかった。
【０１５６】
以上の結果から、ＰＬＡ含有量が低い程、また、ＳＦ含有量が多い程、極細のシルク複合ナノファイバーが得られることが分かった。特に細く均一なナノファイバーを得るためには、組成比に関係なく、ＰＬＡ濃度が７ｗｔ％、ＳＦ濃度が１０ｗｔ％の組み合わせが最も好ましい条件である。
【０１５７】
シルク複合ナノファイバーにおけるＰＬＡ含有量が１０〜２０％以上であれば良好なナノファイバーができる。ＰＬＡ含有量が５０％以下になるとシルク複合ナノファイバー
ナの繊維径が細くなった。
ＰＬＡ含有量が最小限度量付近では極めて細いナノファイバーができる傾向がある。
【実施例１３】
【０１５８】
本実施例では、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープ又は７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープと１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを複合して得たシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングによりシルク複合ナノファイバーを製造した。
【０１５９】
ＰＬＡ００２０をクロロフォルム（ＣＦ）又はジクロロメタン（ＤＣＭ）に溶かし、７ｗｔ％ＰＬＡ−ＣＦドープ又は７ｗｔ％ＰＬＡ−ＤＣＭドープを調製した。これらのＰＬＡドープに１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを下記記載の異なる重量比で複合してシルク複合ドープを調製し、このドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。これをＳＥＭ観察してシルク複合ナノファイバーの平均繊維径を測定した。得られた結果を表５に示す。なお、エレクトロスピニング条件は、印加電圧：２０ｋＶ、紡糸距離：１５ｃｍ、紡糸速度：０．０２、０．１５、０．３ｃｍ／ｍｉｎであった。
【０１６０】
【表５】
表５において、ＮＴはエレクトロスピニング実験をしていないことを意味する。
【０１６１】
以下、シルク／多糖類からなるシルク複合ナノファイバーについての実施例を説明する。この場合、試料ドープが降温過程でゲル化し易い性質があるものは、エレクトロスピニングによる紡糸状態が悪い。この問題を改善するため、試料ドープにポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を添加したドープを用いてエレクトロスピニングするか、又は試料ドープを加熱装置で加熱してエレクトロスピニングすることにより、紡糸状態が良好となり、かつ平均繊維径が細く、繊維径のバラツキも小さくなる。
【実施例１４】
【０１６２】
７ｗｔ％ＳＦの蟻酸（ＦＡ）ドープに、２ｗｔ％の多糖類（ペクチン、プルラン、硫酸セルロース）のＦＡドープを加え、複合ドープの全量が１．５ｇとなるようにしてシルク複合シープを製造した。このようにして製造したシルク複合ドープがエレクトロスピニング用ドープとして適するかどうかを次のようにして評価した。すなわち、シルク複合ドープをスチロール角型ケースに拡げ、室温で送風しながら乾燥固化させ、得られる膜状試料の透明性、不透明性を検討した。評価した結果を表６に示す。
【０１６３】
【表６】
【０１６４】
表６において、「透明パリ」とは、得られた膜状試料が透明ではあるが、手で触れるだけでパリパリと粉末状になってしまうことを意味する。
【０１６５】
成膜性及び透明性について：
評価基準：
成膜性：
＋＋： 優れて良い。
＋： 良い。
−： 膜が不均一で成形性が悪い。
透明性：
＋： 透明性が優れている。
−： 透明性で無い、又は不透明である。
【０１６６】
但し、ジェランは蟻酸に溶解することなく、ジェラン単独、又はジェランドープを用いた場合、シルク複合膜を製造できなかった。
【０１６７】
表６の結果から、成膜性、透明性の良好な試料作製条件のものほど、エレクトロスピニング用のシルク複合ドープとして適しているといえる。
【実施例１５】
【０１６８】
ペクチン（Ｐｅ）、プルラン（Ｐｕ）、硫酸セルロース（ＳＣ）、及びシルク（ＳＦ）をそれぞれ蟻酸に溶解し、濃度１０ｗｔ％の蟻酸（ＦＡ）ドープを調製した。
【０１６９】
色々な試料ドープを用いてエレクトロスピニングして製造したシルク複合ナノファイバーのＳＥＭ観察を基にして、ナノファイバーの平均繊維径、ナノファイバーのでき方、ビーズのでき方、ナノファイバーとビーズの存在量の所見も併せて、表７に纏めて示す。
【０１７０】
【表７】
【０１７１】
表７における試料略称は次の通りである。
ＳＦ／Ｐｅは、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープと１０ｗｔ％Ｐｅ−ＦＡドープとを等量複合したシルク複合ドープを意味する。
ＳＦ／Ｐｕは、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープと１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープとを等量複合したシルク複合ドープを意味する。
ＳＦ／ＳＣは、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープと１１ｗｔ％ＳＣ−ＦＡドープとを等量複合したシルク複合ドープを意味する。
【０１７２】
表７において、「所見」欄は、試料ドープを用いてエレクトロスピニングして得られたシルク複合ナノファイバーの形態の概要をメモしたものであり、ファイバーは微細なナノファイバーの形態、ビーズはビーズ形態、ファイバー＋ビーズは一部ナノファイバーと一部ビーズとが混在することを意味する。
【実施例１６】
【０１７３】
ペクチン（Ｐｅ）、プルラン（Ｐｕ）、硫酸セルロース（ＳＣ）、及びシルク（ＳＦ）を、それぞれ、蟻酸（ＦＡ）に溶解し、５ｗｔ％Ｐｅ−ＦＡドープ、１２ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープ、１１ｗｔ％ＳＣ−ＦＡドープ、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを調製した。
【０１７４】
この実施例では、試料として、ＳＦドープ、Ｐｅドープ、Ｐｕドープ、ＳＣドープ、ＳＦ−Ｐｅドープ（ＳＦ／Ｐｅ）、ＳＦ−Ｐｕドープ（ＳＦ／Ｐｕ）、ＳＦ−ＳＣドープ（ＳＦ／ＳＣ）を用いてエレクトロスピニングする際の紡糸状態と、得られたシルク複合ナノファイバーをＳＥＭ観察して得たナノファイバーの平均繊維径、ナノファイバーのでき方、ビーズのでき方、ナノファイバーとビーズの存在量の所見を表８に示す。
【０１７５】
【表８】
【０１７６】
表８において、ＳＦ／Ｐｅは、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープと５ｗｔ％Ｐｅ−ＦＡドープを等量複合したシルク複合ドープを意味し、ＳＦ／Ｐｕは、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープと１２ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを等量複合したシルク複合ドープを意味し、ＳＦ／ＳＣは、１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープと１１ｗｔ％ＳＣ−ＦＡドープを等量複合したシルク複合ドープを意味する。
【０１７７】
また、表８における「所見」欄は、試料ドープを用いてエレクトロスピニングして得られたナノファイバーの形態の概要をメモした。クモの巣状態とは、試料ドープを用いてエレクトロスピニングして得られた陰極板上の集積物が繊維状ではあるが、繊維間が接着してネット状又はクモの巣状態となっているものを意味する。小ビーズは微細なビーズ状であることを意味する。また、ビーズからファイバーとは、ビーズ量は少なくナノファイバーの存在量が多いことを意味する。さらに、ファイバーは微細なナノファイバー、ビーズはビーズ形態、ファイバー＋ビーズとは一部ナノファイバーと一部ビーズが混在することを意味する。
【実施例１７】
【０１７８】
本実施例では、１３ｗｔ％ＳＦドープ、４ｗｔ％Ｐｅドープ、４ｗｔ％Ｐｕドープ、４ｗｔ％ＳＣドープを用いて、シルク複合ドープを調製し、このドープを用いてエレクトロスピニングを行った。
【０１７９】
シルクスポンジを蟻酸に溶解して製造した１３ｗｔ％シルク蟻酸ドープ（１３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ）に、（１）ＰｕをＦＡで溶解した４ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープ、（２）ＰｅをＦＡで溶解した４ｗｔ％Ｐｅ−ＦＡドープ、又は（３）ＣＳをＦＡで溶解した４ｗｔ％ＣＳ−ＦＡドープを、各種の組成比（重量比）で複合して得たシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングし、シルク複合ナノファイバーを製造した。ＳＦ−ＦＡドープと（１）、ＳＦ−ＦＡドープと（２）、又はＳＦ−ＦＡドープと（３）とを複合する際の組成比は、重量比：１００／０、８０／２０、６０／４０とした。得られたシルク複合ナノファイバーのＳＥＭ画像を図５（ａ）〜（ｇ）に示す。
【０１８０】
得られたシルク複合ナノファイバーおよびビーズの存在量を図５（ａ）〜（ｇ）のＳＥＭ画像から目視で観察したところ、次のような結果を得た。
【０１８１】
図５（ａ）のＳＦ／Ｐｕ＝１００／０（Ｐｕ＝０ｗｔ％）：ナノファイバー存在量がビーズより多かった。
図５（ｂ）のＳＦ／Ｐｕ＝８０／２０（Ｐｕ＝７．１４ｗｔ％）：ナノファイバー存在量がビーズより多かった。
図５（ｃ）のＳＦ／Ｐｕ＝６０／４０（Ｐｕ＝１７．０２ｗｔ％）：ビーズ存在量がナノファイバーより多かった。
図５（ｄ）のＳＦ／Ｐｅ＝８０／２０（Ｐｅ＝７．１４ｗｔ％）：ビーズ存在量とナノファイバーとが等量あった。
図５（ｅ）のＳＦ／Ｐｅ＝６０／４０（Ｐｕ＝１７．０２ｗｔ％）：ビーズ存在量がナノファイバーより多かった。
図５（ｆ）のＳＦ／ＣＳ＝８０／２０（Ｐｕ＝７．１４ｗｔ％）：ビーズ存在量とナノファイバーとが等量であった。
図５（ｇ）のＳＦ／ＣＳ＝６０／４０（Ｐｕ＝１７．０２ｗｔ％）：ビーズ存在量とナノファイバーとが等量あった。
【０１８２】
図５（ａ）〜（ｇ）から、シルク複合ドープをエレクトロスピニングして製造できるシルク複合ナノファイバーの重量に占めるＰｅ、Ｐｕ、及びＣＳの重量割合は、７〜１７ｗｔ％の範囲にある。
【０１８３】
この結果から、例えば、シルク（ＳＦ）／プルラン（Ｐｕ）のシルク複合ドープを使用して行ったエレクトロスピニングでは、ＳＦ／Ｐｕからなるシルク複合ナノファイバー重量に占めるＰｕの含量が少なすぎても、多すぎても、良好なシルク複合ナノファイバーは得にくく、Ｐｕ重量が７ｗｔ％付近で、やや良好なシルク複合ナノファイバーが得られることが示唆される。
【０１８４】
上記実施例の結果から明らかなように、シルクの蟻酸ドープはエレクトロスピニングしやすく、その結果ナノファイバーが得られ易いのに対して、生分解性のポリオキシ酸及び多糖類単独ではエレクトロスピニングし難く、紡糸してもナノファイバーが得られ難い。しかし、ポリオキシ酸及び多糖類からナノファイバーが得られにくい欠点を、シルクで補うことができる。
【実施例１８】
【０１８５】
本実施例では、１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。得られたナノファイバーの平均繊維径と繊維径の標準偏差と、エレクトロスピニング時の印加電圧との関係を調べた。得られた結果を図６に示す。図６において、横軸が印加電圧（ｋＶ）であり、縦軸が平均繊維径（ｎｍ）である。
【０１８６】
図６から明らかなように、印加電圧が１０ｋＶでは、ナノファイバーもビーズも明瞭には観察されなかった。しかし、印加電圧が１５ｋＶになると、ビーズの出現数が急に増加し、ビーズから極微細なプルランのナノファイバーが観察された。印加電圧が２０ｋＶになると、エレクトロスピニング物に占めるビーズの存在量が減少し、逆にナノファイバーの出現が盛んに見られた。このように印加電圧が２０ｋＶになるとビーズは少なくなり、プルランのナノファイバーの出現割合が圧倒的となる。この傾向は、印加電圧が３０ｋＶの場合も同様である。印加電圧が３５ｋＶの場合には、圧倒的にプルランのナノファイバーの出現が大多数を占め、ビーズが観察されにくくなった。
【０１８７】
以上のことから１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを用いたＰｕのナノファイバーの最適印加電圧は３５ｋＶであると結論できる。
【実施例１９】
【０１８８】
１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープと２．９ｗｔ％ＰＶＡ−ＦＡドープとを等量複合して得た複合ドープ（以後、Ｐｕ／ＰＶＡ（ＦＡ）と略記する）を用いてエレクトロスピニングして複合ナノファイバーを製造した。得られた複合ナノファイバーの平均繊維径と形態とをＳＥＭで測定した。
【０１８９】
１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープにＳＤＳ（陰イオン界面活性剤）を０．４ｗｔ％添加した複合ドープ（以後、Ｐｕ／ＳＤＳ（ＦＡ）と略記する）を用いてエレクトロスピニングして複合ナノファイバーを製造した。得られた複合ナノファイバーの平均繊維径と形態とをＳＥＭで測定した。
【０１９０】
７ｗｔ％ＣＳ−ＦＡドープ（以後、ＣＳ−ＦＡと略記する）をエレクトロスピニングして複合ナノファイバーを製造した。得られた複合ナノファイバーの繊維径と形態をＳＥＭで測定した。
【０１９１】
なお、エレクトロスピニング条件は、印加電圧：３０ｋＶ、紡糸速度（以下、シリンジ速度ともいう）：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ、紡糸距離：１５ｃｍとした。
【０１９２】
上記Ｐｕ／ＰＶＡ（ＦＡ）の場合、得られた複合ナノファイバーの平均繊維径は、１４７．８ｎｍであり、上記Ｐｕ／ＳＤＳ（ＦＡ）の場合、得られた複合ナノファイバーの平均繊維径は、１１２．０ｎｍであった。なお、１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープの場合、得られたナノファイバーの平均繊維径は６７．４ｎｍであり、また、７ｗｔ％ＣＳ−ＦＡドープの場合、平均ビーズ径：７７３ｎｍのビーズが得られた。
【実施例２０】
【０１９３】
本実施例では、ナノファイバー観察とビーズの出現について検討した。
８．４６ｗｔ％ＣＳ−ＦＡドープ、８．４６ｗｔ％Ｐｅ−ＦＡドープ、及び８．４６ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープ、８．４６ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを用いてエレクトロスピニングし、ＣＳ、Ｐｅ、Ｐｕ単独のナノファイバーを製造した。
エレクトロスピニングの条件として、紡糸距離：１５ｃｍ、印加電圧：３０ｋＶに設定した。
【０１９４】
いずれの試料ドープもエレクトロスピニングしたところ、いずれもビーズ状物が製造でき、ナノファイバーの製造は困難であった。
【０１９５】
ただし、８．４６ｗｔ％ＣＳ−ＦＡドープと８．４６ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとを等量で複合したシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングしたところ、得られたものは、各種サイズのビーズが混在している。すなわち、大型ビーズ、中型ビーズ及び小型ビーズが混在しており、ナノファイバーの存在も少量であるが一部に認められた。すべての例において小型ビーズのサイズを１とすると、中型ビーズのサイズは２．８、大型ビーズのサイズは４．７〜７．０となる。ただし、小型ビーズと中型ビーズとの出現数の比は約２：１であった。
【実施例２１】
【０１９６】
下記に述べる０．１ｇの３種類のＰＥＧ−Ａ、Ｂ及びＣを４．４ｇの蟻酸に混合し、ＰＥＧの溶解度を目視で検討したところ、次のような結果が得られた。
【０１９７】
ＰＥＧ−Ａ：分子量２万のＰＥＧ、ＰＥＧ−Ｂ：分子量５０万のＰＥＧ、ＰＥＧ−Ｃ：分子量３５０万のＰＥＧ。
蟻酸におけるＰＥＧ−Ａの溶解の所見: 室温（２５℃）で白濁し、よく溶ける。
蟻酸におけるＰＥＧ−Ｂの溶解の所見: 室温（２５℃）では溶けず、６０℃付近の加熱で溶ける。
蟻酸におけるＰＥＧ−Ｃの溶解の所見: 室温（２５℃）で、ゲル化が起こり、溶けなかった。
【０１９８】
次に、（１）上記３種類のＰＥＧ−Ａ、Ｂ及びＣを蟻酸に溶解して１ｗｔ％及び２ｗｔ％の蟻酸ドープを調製した。また、（２）Ｐｕを蟻酸に溶解して１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを製造した
上記（１）と（２）とを所定の組成比で混ぜ合わせて（場合によっては、６０〜７０℃で浴溶解）得られたドープを用いてエレクトロスピニングを行った。
エレクトロスピニング条件は、紡糸距離：１５ｃｍ、印加電圧：２５〜３０ｋＶ、シリンジ速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎに設定した。
【０１９９】
結果：
ＰＥＧ−Ａの場合、蟻酸溶液に１ｗｔ％のＰＥＧ−Ａを加えた得たドープを用いてエレクトロスピニングすると、すべてビーズだけの製造であったが、蟻酸溶液に２ｗｔ％のＰＥＧ−Ａを加えて得たドープを用いてエレクトロスピニングすると、ビーズか伸長したファイバーが観察された。濃度が増加するとビーズ径も増加した。
ＰＥＧ−Ｃの場合、蟻酸溶液にＰＥＧ−Ｃを加えると、ドープ製造時にゲル化してしまい、エレクトロスピニングできなかった。
ＰＥＧ−Ｂの場合、１ｗｔ％、２ｗｔ％のＰＥＧ−Ｂが含まれる１０ｗｔ％のＰｕ−ＦＡドープを製造する時点で、ドープは白濁してしまった。そこで、０．５ｗｔ％のＰＥＧ−Ｂを含むようにして調製した１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープでは白濁現象は確認できなかった。
【０２００】
０．５ｗｔ％、１．２ｗｔ％のＰＥＧ−Ｂの蟻酸ドープに１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを加えて得たドープを用いてエレクトロスピニングしたこところ、すべてにおいてビーズのないナノファイバーが観察された。中でもＰＥＧ−Ｂを０．５ｗｔ％含むドープは平均繊維径、標準偏差、又はドープの白濁の具合から言っても最適であった。
かくして得られた結果を表９及び１０に示す。
【０２０１】
【表９】
【０２０２】
【表１０】
【実施例２２】
【０２０３】
１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを用いてエレクトロスピニングしてＰｕのナノファイバーを製造した。エレクトロスピニングで得られた紡糸物は、本実施例記載のＰｕナノファイバーの他に形態がビーズのものも含まれていた。そのＳＥＭ測定の結果から、ビーズの平均直径（ｎｍ）とその標準偏差を測定した。得られた結果を図７に示す。
【０２０４】
図７は、１０ｗｔ％プルラン蟻酸（ＦＡ）ドープを用いてエレクトロスピニングして製造したプルランナノファイバーに混在するプルランビーズの平均直径（ｎｍ）、その標準偏差と印加電圧（ｋＶ）を示す。
【０２０５】
以上の結果から明らかとなったことは、印加電圧：１５〜２５ｋＶで紡糸ノズルの先端にテーラーコーンが確認され、印加電圧が増加するとＰｕビーズの平均直径は次第に増加し、印加電圧：２０ｋＶ以上で平均直径が７００ｎｍ程度のビーズが製造でき、印加電圧が更に増加するとビーズ径も増加し、そのバラツキも増大する。ビーズの出現率を減らすには印加電圧が１０ｋＶと低いことが有利である。このテーラーコーンとは、エレクトロスピニングの紡糸ノズルの先端にできる試料ドープの形状であり、そのコーン先端から微細な液滴が広範囲に霧状となりスプレーされる。
【０２０６】
また、蟻酸でプルランを溶解し、濃度１０ｗｔ％のプルラン蟻酸ドープ（Ｐｕ−ＦＡドープ）を製造した。Ｐｕ−ＦＡドープを用いてエレクトロスピニングし、ナノファイバーを作出した。印加電圧が１５〜２５ｋＶの範囲でノズル近辺にテーラーコーンが観察されたが、印加電圧が１０ｋＶと低く、また、３０ｋＶ以上では明瞭なテーラーコーンは観察されなかった。
【０２０７】
得られたプルランのナノファイバー形態をＳＥＭにより調べた。
印加電圧が１０ｋＶではナノファイバーもビーズも明瞭には観察されなかった。印加電圧が１５ｋＶになるとビーズの出現数が急に増加し、ビーズと極微細なプルランのナノファイバーとが観察される。印加電圧が２０ｋＶになるとビーズ出現割合が減少し、逆にナノファイバーの出現が盛んに見られた。印加電圧が２０ｋＶになるとビーズは少なくなりプルランのナノファイバーの出現割合が圧倒的となる。この傾向は印加電圧が３０ｋＶの場合も同様である。印加電圧が３５ｋＶでは圧倒的にプルランのナノファイバーの出現が大多数を占めビーズが観察されにくくなった。
【０２０８】
以上のことから、１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープを用いて得たプルランのナノファイバーの最適印加電圧は３５ｋＶであると結論できる。
【０２０９】
以下の３種類のドープを用いてエレクトロスピニングしてナノファイバーを製造した。
（１）１０ｗｔ％のＰｕ−ＦＡドープに１３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ重量比５０：５０で複合したシルク複合ドープに、０．５ｗｔ％の上記ＰＥＧ（ＰＲＧ−Ｂ）−ＦＡドープを重量比５０：５０で複合して調製したシルク複合ドープ。
（２）１０ｗｔ％Ｐｕ−ＦＡドープに０．５ｗｔ％のＰＥＧ（分子量：５０万）を重量比５０：５０で複合したドープ。
（３）１３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ。
【０２１０】
この場合のエレクトロスピニング条件は、印加電圧：２５−３０ｋＶ、シリンジ速度：０．０２ｃｍ／ｍｉｎ、紡糸距離：１５ｃｍに設定した。
得られた結果を表１１に示す。
【０２１１】
【表１１】
【０２１２】
上記から明らかなように、（１）ＳＦ単独の場合に得られるナノファイバーの平均繊維径が、ＳＦにＰｕ＋ＰＥＧを加えることによってわずかに増加すること、（２）ＳＦとＰｕ＋ＰＥＧとを複合しても、エレクトロスピニング中の状態は安定的であり、標準偏差もＳＦ単独の場合のものに近いものであったことが分かる。
【０２１３】
さらに、上記した１０ｗｔ％のＰｕ−ＦＡドープに１３ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを重量比５０：５０で複合したシルク複合ドープに、上記で使用した０．５ｗｔ％のＰＥＧ（ＰＥＧ−Ｂ）−ＦＡドープの代わりに、その濃度を変えたＰＥＧ−ＦＡドープを調製し、このＰＥＧが、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して、５、２０、３５、４５ｗｔ％含有されるようにしたＰＥＧ−ＦＡドープを複合して調製したシルク複合ドープを用いて、上記と同様の条件でエレクトロスピニングした。その結果、上記と同様の平均繊維径及び標準偏差が得られた。このＰＥＧの代わりにＰＶＡを用いた場合も、同様な結果が得られた。
【実施例２３】
【０２１４】
６．５ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープとＣＳ３００−ＴＦＡドープとを所定量複合したシルク複合ドープ（ＳＦ（ＦＡ）＋ＣＳ（ＴＦＡ））を用い、印加電圧２０ｋＶ、３０ｋＶでエレクトロスピニングして、また、６．５ｗｔ％ＳＦ−ＴＦＡドープとＣＳ３００−ＴＦＡドープ（ＳＦ（ＴＦＡ）＋ＣＳ（ＴＦＡ））とを所定量複合したシルク複合ドープを印加電圧２０ｋＶ、３０ｋＶでエレクトロスピニングして、シルク複合ナノファイバーを製造した。製造したシルク複合ナノファイバーをＳＥＭ測定して平均繊維径を測定した。紡糸距離は、いずれも１７ｃｍであった。得られた結果を図８に示す。図８において、横軸は、シルク複合ナノファイバー重量に占めるシルク含有割合（％）であり、縦軸は繊維径（ｎｍ）である。
【０２１５】
図８から、ＳＦ（ＦＡ）＋ＣＳ（ＴＦＡ）は、印加電圧及びシルク複合ナノファイバー重量に占めるシルク含有量が変わっても、製造できるシルク複合ナノファイバーの繊維経に差は見られない。同様に、ＳＦ（ＴＦＡ）＋ＣＳ（ＴＦＡ）は、印加電圧及びシルク複合ナノファイバー重量に占めるシルク含有量が変わっても、製造できるシルク複合ナノファイバーの繊維経に差は見られないことが示唆される。また、ＳＦ（ＴＦＡ）＋ＣＳ（ＴＦＡ）からなるシルク複合ナノファイバーの繊維経は、シルク複合ナノファイバー重量に占めるシルク含有量が異なっても、ＳＦ（ＦＡ）＋ＣＳ（ＴＦＡ）からなるシルク複合ナノファイバーの繊維経より常に２０ｎｍ以上大きな値を示すことが分かる。
【実施例２４】
【０２１６】
本実施例では、シルクフィブロインのナノファイバーの平均繊維径と紡糸ノズル径との関係を検討した。
【０２１７】
シルクスポンジを室温の蟻酸に浸漬し、６時間かけて完全に溶解して１０ｗｔ％シルクフィブロイン−蟻酸ドープ（１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ）を製造した。異なる口径（直径）の紡糸ノズル（０．７、０．８、及び１．２ｃｍ）を使用して１０ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープを用いてエレクトロスピニングしてシルクナノファイバーを製造した。このシルクナノファイバーの平均繊維径と繊維径の標準偏差に及ぼす紡糸ノズル口径、印加電圧との関係を検討した。得られた結果を表１２に示す。
【０２１８】
【表１２】
【０２１９】
表１２から明らかなことは次の通りである。印加電圧：２０ｋＶでエレクトロスピニングしてフィブロインナノファイバーを製造する際、０．７ｃｍ紡糸ノズルの口径でエレクトロスピニングしたシルクナノファイバーの平均繊維径は１７２ｎｍであり、ノズル径が増大すると製造できるシルクナノファイバーの繊維径は増加する傾向が見られた。この場合、印加電圧を３０ｋＶに増加してもシルクナノファイバーの平均繊維径増大の割合は微少であった。この傾向は、印加電圧３０ｋＶでも、同様であった。
【実施例２５】
【０２２０】
本実施例では、シルク・キトサンナノファイバーを製造した。
６．５ｗｔ％シルク−蟻酸ドープ（６．５ｗｔ％ＳＦ−ＦＡドープ）と２ｗｔ％キトサン３００をトリフルオロ酢酸に溶かして得たドープ（２ｗｔ％ＣＳ３００−ＴＦＡドープ）とを複合する際、それぞれのドープの重量比を変えて製造したシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。紡糸条件は、紡糸距離：１７ｃｍ、印加電圧：２０、３０ｋＶ、紡糸速度：０．０６２ｃｍ／ｍｉｎであった。得られた結果を表１３に示す。
【０２２１】
【表１３】
【０２２２】
表１３における略語は、次の通りである。
表１３の組成比の欄におけるＡは、６．５ｗｔ％ＳＦ−ＴＦＡドープ／２ｗｔ％ＣＳ３００−ＴＦＡドープであり、６．５ｗｔ％ＳＦ−ＴＦＡドープと２ｗｔ％の重合度３００のＣＳ−ＴＦＡドープとを複合する際、両者を異なる重量比で複合してなるシルク複合ドープを意味する。また、組成比の欄のＢは、６．５ｗｔ％ＳＦ−ＦＡ／２ｗｔ％ＣＳ３００−ＴＦＡドープであり、Ａの場合と同様である。
【０２２３】
表１３の結果から明らかとなったことは次のことである。
印加電圧が変わっても、シルク複合ナノファイバーに占めるＳＦの含有量が減少すると、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径は減少するが、平均繊維径の標準偏差は余り変化しない。Ａ：９０／１０の場合、エレクトロスピニングしてなるシルク複合ナノファイバーの平均繊維径はＡ：５０／５０をエレクトロスピニングした時に比べて４０％程低下する。同一の印加電圧でＡとＢとをエレクトロスピニングするとＢの方がＡの２０％程度減少している。
【実施例２６】
【０２２４】
６．５ｗｔ％ＳＦ−ＴＦＡドープ（ＳＦ−ＴＦＡドープともいう）と２ｗｔ％ＣＳ−ＴＦＡドープ（ＣＳ−ＴＦＡドープともいう）とを複合したドープを用いてエレクトロスピニングを行った。シルク複合ドープ組成におけるＳＦ含有量が多いほどエレクトロスピニングによる紡糸状態は良好となり、微細なナノファイバーが製造できた。ＳＦ−ＴＦＡドープとＣＳ−ＴＦＡドープとを複合する際、両者の重量比を９０／１０、８０／２０、７０／３０、６０／４０、５０／５０、０／１００として、それぞれを用いてエレクトロスピニングしてシルク複合ナノファイバーを製造した。シルク複合ナノファイバーの平均繊維径と繊維径の標準偏差に及ぼす、ＳＦ−ＴＦＡドープとＣＳ−ＴＦＡドープとの重量比の関係を検討した。得られた結果を表１４に示す。
【０２２５】
【表１４】
【０２２６】
表１４において、Ｍと標準偏差とは、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径と繊維径の標準偏差を意味する。
【０２２７】
ＳＦを溶解する溶媒がＴＦＡでありＣＳを溶解する溶媒がＴＦＡである場合、印加電圧が２０ｋＶ、３０ｋＶでエレクトロスピニングしても、製造できるシルク複合ナノファイバーの繊維径とその標準偏差には差が見られない。
【０２２８】
ＳＦを溶解する溶媒にＴＦＡの代わりにＦＡを用いると平均繊維径が２０ｎｍ減少し、より微細なナノファイバーになる。
【０２２９】
この場合、ＣＳの含有量が増加するとシルク複合ナノファイバーの繊維径は減少し、ＳＦ−ＦＡ／ＣＳ−ＴＦＡドープが５０／５０ではシルク複合ナノファイバーは最小値の４０ｎｍとなった。この値はこれまで公知のシルク・キトサンナノファイバーの中で最も微細であった。同時にナノファイバーの平均繊維径の標準偏差も最小となった。
【０２３０】
以上の結果から明らかとなったことは次の点である。
シルク（ＳＦ）とキトサン（ＣＳ）とを複合してシルク複合ナノファイバーを製造するに際して、シルク複合ナノファイバーの平均繊維径と繊維径分布とを制御するための条件が明らかとなった。すなわち、ＳＦとＣＳとを複合してシルク複合ナノファイバーの繊維径を極微少に、つまり１００ｎｍ以下、特に８０ｎｍ以下にするには、シルクの含量を８０ｗｔ％以下にすること、すなわち、キトサンの含量を２０ｗｔ％以上にすることが特に有効である。
【０２３１】
なお、印加電圧を変化してもシルク複合ナノファイバーの繊維径には大きな影響を与えないという結果を得た。
【実施例２７】
【０２３２】
５ｗｔ％フィブロイン蟻酸溶液と５ｗｔ％キトサン蟻酸溶液とを重量割合で０／１００、２５／７５、５０／５０、７５／２５、１００／０で複合してシルク複合ドープを調製し、このドープを用いてエレクトロスピニングを行った。紡糸条件は、紡糸距離：１７ｃｍ、印加電圧：２０ｋＶ、３０ｋＶ、シリンジポンプ速度：０．０６２ｃｍ／ｍｉｎであった。ＳＥＭ観察によるといずれの場合もビーズしか見られず、繊維状のものは得られなかった。
【０２３３】
重合度の違うキトサンを３種類（ＣＳ５、ＣＳ５０、ＣＳ３００）準備し、それぞれを用いて、１０ｗｔ％のキトサン蟻酸ドープを製造した。この１０ｗｔ％ＣＳ−ＦＡドープと１０ｗｔ％フィブロイン蟻酸ドープ（ＳＦ−ＦＡドープ）とを異なる重量比で複合させ、紡糸距離：１７ｃｍ、印加電圧：２０ｋＶ、３０ｋＶ、シリンジポンプ速度：０．０６２ｃｍ／ｍｉｎでエレクトロスピニングをしたが、ナノファイバーは見られなかった。
【０２３４】
ＣＳ３００をトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）で溶解させて濃度２ｗｔ％に調整した。濃度６．５ｗｔ％のフィブロイン蟻酸ドープとシルクスポンジをＴＦＡで溶解させた濃度６．５ｗｔ％のフィブロイン−ＴＦＡドープとを重量比（ＳＦ／ＣＳ）で０／１００、２５／７５、５０／５０、７５／２５、１００／０に混ぜたシルク複合ドープを製造し、このドープを用いてエレクトロスピニングを行った。紡糸条件は、紡糸距離：１７ｃｍ、印加電圧：２０ｋＶ、３０ｋＶ、シリンジポンプ速度：０．０６２ｃｍ／ｍｉｎであった。
【０２３５】
キトサン単独のドープ（複合率１００／０）は紡糸しても繊維化はできず、ナノファイバーは得られなかった。しかし、その他の複合率のものからはナノファイバーが得られた。キトサンの含有率が増えるほど繊維径は細くなる傾向にあることが分かった。同時に付着量が減り、ビーズも増え繊維がもろくなっていくことも分かった。
【０２３６】
フィブロインの溶媒はＦＡよりもＴＦＡの方が、ビーズが少ないナノファイバーが得られた。
【０２３７】
上記実施例では、シルクとして、家蚕由来のシルクフィブロイン及びシルクスポンジを用いたが、家蚕由来のシルクの代わりに、柞蚕由来のシルクフィブロイン及びシルクスポンジからなるシルクドープを用い、上記実施例の場合と同様に、このシルクドープとポリオキシ酸及び／又は多糖類のドープとを同様な重量比で複合したシルク複合ドープを用いて、同様な条件下でエレクトロスピニングしたところ、家蚕由来のシルクドープを用いた場合と同様な結果が得られた。ＰＶＡ及びＰＥＧをさらに複合した場合も同様であった。
【産業上の利用可能性】
【０２３８】
本発明によれば、ポリオキシ酸及び／又は多糖類ドープとシルクドープとのシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることで、生分解性のシルク複合ナノファイバーが提供できた。絹タンパク質の持つ細胞付着・増殖性、生体組織親和性等の優れた生化学的特徴に加えて、ポリオキシ酸及び／又は多糖類の生化学特性を兼ね備え、さらに両者の利点を相乗する新しい機能を持つシルク複合ナノファイバーが提供できる。このシルク複合ナノファイバーは、生体適合性が優れ、非表面積が非常に大きいため、再生医療工学、創傷材料等のヘルスケアー分野、バイオテクノロジー分野、エネルギー分野において新素材として利用できる。
【０２３９】
本発明によれば、生分解性のシルクとポリオキシ酸及び／又は多糖類とからなるシルク複合ナノファイバーは、生体内、土中又は水中で順次分解する。そのため、医工分野及び農業分野でも利用できる。農業分野では、マルチシートやハウス用のフィルムとして利用できるし、繊維製品、光ディスク、包装用フィルム、レジ袋等に応用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カイコのシルクフィブロインと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた生分解性素材の少なくとも１種とを主成分とするシルク複合ナノファイバーであって、該シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含んでいることを特徴とするシルク複合ナノファイバー。
【請求項２】
カイコのシルクフィブロインと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた生分解性素材の少なくとも１種とを主成分とし、さらにＰＶＡ、ＰＥＧ、又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめてなるシルク複合ナノファイバーであって、該シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、前記ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなることを特徴とするシルク複合ナノファイバー。
【請求項３】
カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの複合ドープを複合してなるシルク複合ドープをエレクトロスピニングしたものであることを特徴とするシルク複合ナノファイバー。
【請求項４】
前記シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなることを特徴とする請求項３に記載のシルク複合ナノファイバー。
【請求項５】
カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの複合ドープを複合してなるシルク複合ドープに対し、さらにＰＶＡ、ＰＥＧ、又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめたドープをエレクトロスピニングしたものであることを特徴とするシルク複合ナノファイバー。
【請求項６】
前記シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、前記ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなることを特徴とする請求項５に記載のシルク複合ナノファイバー。
【請求項７】
前記ポリオキシ酸が、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であり、多糖類が、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のシルク複合ナノファイバー。
【請求項８】
前記カイコが、家蚕幼虫又は野蚕幼虫であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のシルク複合ナノファイバー。
【請求項９】
カイコのシルクフィブロインのドープと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材のドープとからなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーを製造することを特徴とするシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１０】
前記ポリオキシ酸が、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であり、多糖類が、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であることを特徴とする請求項９に記載のシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１１】
前記シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含んでいることを特徴とする請求項９又は１０に記載のシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１２】
カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの混合ドープを複合してシルク複合ドープを得、このシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーを製造することを特徴とするシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１３】
前記シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又は該ポリオキシ酸と該多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなることを特徴とする請求項１２に記載のシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１４】
カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの混合ドープを複合してシルク複合ドープを得、このシルク複合ドープにさらにＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめ、かくして得られたドープを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーを製造することを特徴とするシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１５】
前記ポリオキシ酸が、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であり、多糖類が、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１６】
前記シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又は該ポリオキシ酸と該多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、前記ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなることを特徴とする請求項１４又は１５に記載のシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１７】
前記カイコが、家蚕幼虫又は野蚕幼虫であることを特徴とする請求項９〜１６のいずれか１項に記載のシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１】
カイコのシルクフィブロインと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた生分解性素材の少なくとも１種とを主成分とするシルク複合ナノファイバーであって、該シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含んでいることを特徴とするシルク複合ナノファイバー。
【請求項２】
カイコのシルクフィブロインと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた生分解性素材の少なくとも１種とを主成分とし、さらにＰＶＡ、ＰＥＧ、又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめてなるシルク複合ナノファイバーであって、該シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、前記ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなることを特徴とするシルク複合ナノファイバー。
【請求項３】
カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの複合ドープを複合してなるシルク複合ドープをエレクトロスピニングしたものであることを特徴とするシルク複合ナノファイバー。
【請求項４】
前記シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなることを特徴とする請求項３に記載のシルク複合ナノファイバー。
【請求項５】
カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの複合ドープを複合してなるシルク複合ドープに対し、さらにＰＶＡ、ＰＥＧ、又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめたドープをエレクトロスピニングしたものであることを特徴とするシルク複合ナノファイバー。
【請求項６】
前記シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、前記ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなることを特徴とする請求項５に記載のシルク複合ナノファイバー。
【請求項７】
前記ポリオキシ酸が、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であり、多糖類が、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のシルク複合ナノファイバー。
【請求項８】
前記カイコが、家蚕幼虫又は野蚕幼虫であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のシルク複合ナノファイバー。
【請求項９】
カイコのシルクフィブロインのドープと、ポリオキシ酸及び多糖類から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材のドープとからなるシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーを製造することを特徴とするシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１０】
前記ポリオキシ酸が、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であり、多糖類が、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であることを特徴とする請求項９に記載のシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１１】
前記シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又はポリオキシ酸と多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクフィブロインを含んでいることを特徴とする請求項９又は１０に記載のシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１２】
カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの混合ドープを複合してシルク複合ドープを得、このシルク複合ドープを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーを製造することを特徴とするシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１３】
前記シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又は該ポリオキシ酸と該多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなることを特徴とする請求項１２に記載のシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１４】
カイコのシルクスポンジを蟻酸で溶解して得られたシルクドープに、ポリオキシ酸をクロロフォルム若しくはジクロロメタンで溶解して得られたポリオキシ酸ドープ、多糖類を蟻酸で溶解して得られた多糖類ドープ、又は該ポリオキシ酸ドープと該多糖類ドープとの混合ドープを複合してシルク複合ドープを得、このシルク複合ドープにさらにＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方を含有せしめ、かくして得られたドープを用いてエレクトロスピニングすることによりシルク複合ナノファイバーを製造することを特徴とするシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１５】
前記ポリオキシ酸が、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、及び乳酸とグルコール酸との共重合物から選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であり、多糖類が、キトサン、プルラン、ジェラン、ペクチン、及び硫酸セルロースから選ばれた少なくとも１種の生分解性素材であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１６】
前記シルク複合ナノファイバーの重量に対して、ポリオキシ酸、多糖類、又は該ポリオキシ酸と該多糖類との混合物を２０〜６０ｗｔ％、残部シルクスポンジを含んでなり、また、前記ＰＶＡ、ＰＥＧ又はＰＶＡ及びＰＥＧの両方が、シルク複合ナノファイバーに含まれるシルク重量に対して５〜４５ｗｔ％含有されてなることを特徴とする請求項１４又は１５に記載のシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【請求項１７】
前記カイコが、家蚕幼虫又は野蚕幼虫であることを特徴とする請求項９〜１６のいずれか１項に記載のシルク複合ナノファイバーの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２０８２８６（Ｐ２０１１−２０８２８６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７３７４４（Ｐ２０１０−７３７４４）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、文部科学省科学技術総合研究委託事業、産業技術強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０４１８０２３９）国立大学法人信州大学 (759)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、文部科学省科学技術総合研究委託事業、産業技術強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０４１８０２３９）国立大学法人信州大学 (759)
【Ｆターム（参考）】
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