JPH01308431A - 絹フィブロインハイドロゲル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は絹フィブロインのハイドロゲルに関するもので
ある。

〔従来技術〕

高分子ハイドロゲルは、医用材料、農業用材料、食品工
業材料として、＃広い産業分野で使用されている６例え
ば、ポリエチレンオキサイド系高分子は徐放医薬用ヒド
ロゲルとして使用されるが、反応条件の微妙な違いによ
りハイドロゲルの粘度。

結晶化度、架橋度が変化するため調整条件を厳密にコン
トロールしなければならず、必ずしも使用容易な製品で
あるとはいえない、この他の合成高分子ハイドロゲルの
素材としては、ポリメチルメタクリレート、塩基性グラ
フトコポリマーあるいはアニオン性ポリイオンコンプレ
ックス、ポリエーテル製ポリウレタン等があるが、これ
らの作製時においても反応条件を適宜制御する必要があ
る。

またこうした高分子を用いた場合高強度のゲルを得るこ
とは困難である場合が多い、またポリビニールアルコー
ル溶液を凍結後、解凍することでポリビニールアルコー
ルのハイドロゲルが得られることが知られている（特開
昭４７−１２８５４：特開昭５９−５６４４６）、　Ｌ
、かじ、ポリビニールアルコールのハイドロゲルよりも
更に良好な生体適合性を有するものとしては、生体組織
の化学構造に類似した組成を有する生体蛋白質のハイド
ロゲルが考えられる。

医薬用のハイドロゲル素材は、医薬用担体として生体内
での使用が前提となるため、ゲル強度が高く、かつ生体
適合性の良好な素材であることが望まれている。

〔目　　的〕

本発明は、生体に対して悪影響を及ぼす恐れのある有機
試薬を用いることなく、前記の如き問題を含まない新し
い素材からなるハイドロゲルを提供することを目的とす
る。

〔楕　　成〕

本発明によれば、特別な製造装置を用いることなく、絹
フィブロイン溶液を凍結・解凍あるいはその繰り返しを
行うなどの簡単な処理により得られる。粘着性が無く、
ゲル強度が高く、かつ高含水率の絹フィブロインハイド
ロゲルが提供される。

本発明者は、絹蛋白質の構造と物性との関連に注目し、
特に溶解性におよぼす微細構造の影響ならびに絹蛋白質
の機能を生かした高次利用技術の開発について種々研究
を重ねた結果、絹フィブロインの濃厚溶液を凍結・乾燥
することで粘着性が無く、生体適合性の良好な絹ブイプ
ロインのハイドロゲルが容易に作製できることを見出し
、本発明を完成するに到った。

本発明の絹フィブロインハイドロゲルは、２％以上、好
ましくは４％以上の絹フィブロインの水溶液を一５℃以
下、好ましくは一１５℃以下で一旦凍結させ、５℃以上
、好ましくは２５℃以上で徐々に解凍することで、試料
に含まれる自由水が放出する過程で該ハイドロゲルが容
易に製造できる。この際、ハイドロゲルを製造するため
の特別な製造装置は不用である。原料としての絹フィブ
ロインとしては、家蚕あるいは野蚕由来のものでよい、
また絹フィブロイン溶液は、熟蚕体内の絹糸腺より取り
出し、その外層を覆っている絹セリシン分画を除去した
後の液状絹フィブロイン゛を用いることも可能である。

あるいは繭糸あるいは絹糸状繊維を精練により絹セリシ
ンを除去したものを濃厚中性液溶液で溶解することで得
られる再生絹フィブロイン溶液を用いることも可能であ
る。絹フィブロインハイドロゲルは、ゲル作製時の容器
あるいは絹フィブロイン溶液の充填方法を適宜変えるこ
とで。

フィルム状や管状の他、ブロック状等任意の形状とする
ことができる０本発明の絹フィブロインハイドロゲルは
、粘着性が無く、かつ絹フィブロイン以外の不純物を含
まず、毒性の無いこと、生体適合性が良好なことにおい
て特徴を持っている。

本発明における絹ブイプロインハイドロゲルの強度等の
機械的性質は、ポリビニールアルコールハイドロゲルの
研究結果（特公昭５９−５６４４６）と同様、絹のフィ
ブロイン濃度、凍結、・解凍温度ならびに凍結・解凍の
繰り返し数等によって自由に調節できる。またハイドロ
ゲルの含水率もこれら作用要因の組み合わせで調整でき
る。　　・ 本発明においては、このような絹フィブロインハイドロ
ゲル中には、各種酵素や、触媒、医薬品等の薬理活性物
質を含有させることができる。このような酵素、触媒、
あるいは薬理活性物質は。

絹フィブロイン溶液作製時に溶解ないし分散することで
ハイドロゲル中に均一に、または絹フィブロインハイド
ロゲル作製後これらの酵素等の溶液に接触膨潤させれば
ハイドロゲルの表面に極在して含有させることも可能で
ある。

低分子量の酵素固定担体としてハイドロゲルを用いる場
合においては、上記の方法でこれら酵素等を含有した絹
フィブロインハイドロゲルの表面を酵素の活性を失わな
い範囲でエタノールあるいはメタノール等の絹蛋白質に
対する貧溶媒あるいは酢酸等の水溶性有機溶媒あるいは
水溶性有機酸による不溶化処理等を施すことにより、酵
素を固定化した絹フィブロインハイドロゲルを得ること
ができる。

〔効　　果〕

本発明の絹フィブロインハイドロゲルは、含水率９７〜
３０％を示し、従来の高分子ハイドロゲルと同様に種々
の分野において利用し得るものであり、例えば食品分野
、酵素を触媒とする医薬品製造のバイオリアクター、バ
イオセンサーの酵素固定化素材、人工水晶体、人工筋肉
、座薬、生体内分解ヒドロゲル素材、医薬・農薬徐放用
担体、電子顕微鏡用浮遊細胞包埋材、ゲル濾過、土壌改
質材。

細胞培養担体、細胞培養床、血液適合性の高い血管壁素
材等として利用することができる。

〔実施例〕

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１ 熟蚕より取り出した８５ｇの絹糸服内液状絹（絶乾重量
で約３０幻をポリエチレンフィルム上に、できるだけ平
坦となるように敷きつめた上、　２００ｍ１の蒸留水を
加え５℃の冷Ｊｌ＆庫中で５時間放置した。液状絹の外
周を覆っている絹セリシン分画を除き絹フィブロインの
みの分画を得るため、デカンテーションにより上澄部分
を除去した後、再び１００ａ＋１の蒸留水を加え、５℃
の冷蔵庫に２０時間放置した。

デカンテーションにより上澄液を取り除くことによって
、ポリエチレンフィルムには、ゲル状の高濃度の紹ブイ
プロイン（６，５幻が得ら九る。−２０℃の冷凍庫中、
４時間処理して凍結した該絹フィブロインを２５℃、湿
度６０％ＲＨで解凍させると、付着性が無く高い含水率
（９３％）の絹フィブロインバイドロゲルが調製できる
。同試料を一２０℃ならびに２５℃で再び凍結・解凍処
理を繰り返す際、繰り返し数を増すことでゲルの強度を
増加した。

実施例２ 実施例１の方法と同様にして、３．４％の絹フィブロイ
ン溶液を作製した。−２０℃と２５℃との凍結・乾燥処
理を２回繰り返すことで高含水率（９５％）（乾燥重量
法で求めた値）の絹フィブロインハイドロゲルが得られ
た。この絹フィブロインハイドロゲルは高粘弾性的挙動
を示し、力を加えて一時的に変形させても、除重すると
直ちに元の形状に回復した。このハイドロゲルを２５℃
の蒸留水に浸漬して４日後の重量変化ならびに膨潤状態
を観察したところ、微小であった。

実施例３ 実施例２で得られた絹フィブロインハイドロゲルを更に
一２０℃と２０℃とでそれぞれ凍結・解凍を繰借返し試
料の含水率が７４％となるように調整した。

このようにして得たハイドロゲルを温度２５℃、湿度６
０％に設定した恒温恒温室に放置した際の時間経過と試
料重量の変化を表−１に示す。

表−１ 比較例１ 凍結・解凍ならびにその繰り返しにより作製できるもの
として知られているポリビニールアルコールハイドロゲ
ルを既知（特開昭５９−５６４４６）の方法でｔＲＨし
た。なお用いたポリビニールアルコールの重合度は２０
００、けん化度は９９モル％であった。

凍結・解凍とを繰り返し含水率８１％のハイドロゲルを
調整した。これを実施例３と同様にして温度２５℃、湿
度６０％に設定した恒温恒湿室に放置した際の時間経過
と試料重量の変化を表−２に示す。

表−２ 実施例４ 精練絹糸を、４０℃の臭化リチウムの飽和溶液で溶解さ
せた後、セルロース透析膜を用で純水で透析することに
より濃度が０．５％の再生絹フィブロイン溶液を調製す
る。同溶液をポリエチレンフィルム上に置き、送風乾燥
により溶液の濃度を順次高めて３．２瓢の絹フィブロイ
ン溶液を作製した。これを−８０℃で凍結した後、２５
℃で解凍することによりゲル強度の高い絹フィブロイン
ハイドロゲルがｔ！）られた、これを再度−８０℃、２
５℃でそれぞれ凍結、解凍することにより更にゲル強度
の高い絹フィブロインハイドロゲルが得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絹フィブロイン溶液の凍結解凍体からなる絹フィ
   ブロインのハイドロゲル。