JPH0764953B2 - キトサン・シリカ系複合体及びその製造方法 - Google Patents
キトサン・シリカ系複合体及びその製造方法Info
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- JPH0764953B2 JPH0764953B2 JP2269642A JP26964290A JPH0764953B2 JP H0764953 B2 JPH0764953 B2 JP H0764953B2 JP 2269642 A JP2269642 A JP 2269642A JP 26964290 A JP26964290 A JP 26964290A JP H0764953 B2 JPH0764953 B2 JP H0764953B2
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Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、気体透過膜、液体分離膜等の分離膜、または
人工皮膚、人工肺、人工血管等の生体適合性材料に使用
するのに適するキトサン・シリカ系複合体及びその製造
方法に関するものである。
人工皮膚、人工肺、人工血管等の生体適合性材料に使用
するのに適するキトサン・シリカ系複合体及びその製造
方法に関するものである。
シリカは生体中の成長に関連した部位に多く見られ、生
体と適合性が良い。例えば、Chem.in Britain,Feb,199
0,p.141にはSiとAlとの生体におけるSiの重要性とその
諸影響を論じている。従って、従来からシリカは生体適
合性材料の素材に用いてきた。具体的にシリカを用いた
生体適合性複合体の例として、清水らの「ポリビリルア
ルコール−シリカ複合体による人工血管の開発」（機能
材料 1984年９月号）に記載のものを挙げることができ
る。これは、ポリビニルアルコール水溶液とテトラエチ
ルシリケートを混合、反応させ、ゾル化、乾燥し、ポリ
ビニルアルコール−シリカ複合体のキセロゲルを得るも
のである。さらにこの作成過程においてヘパリンを加え
固定化したものを開示している。
体と適合性が良い。例えば、Chem.in Britain,Feb,199
0,p.141にはSiとAlとの生体におけるSiの重要性とその
諸影響を論じている。従って、従来からシリカは生体適
合性材料の素材に用いてきた。具体的にシリカを用いた
生体適合性複合体の例として、清水らの「ポリビリルア
ルコール−シリカ複合体による人工血管の開発」（機能
材料 1984年９月号）に記載のものを挙げることができ
る。これは、ポリビニルアルコール水溶液とテトラエチ
ルシリケートを混合、反応させ、ゾル化、乾燥し、ポリ
ビニルアルコール−シリカ複合体のキセロゲルを得るも
のである。さらにこの作成過程においてヘパリンを加え
固定化したものを開示している。
一方、上記ヘパリンに相当する機能を有するキトサンは
安価で耐有機溶媒性が高いことから、パーベーパレーシ
ョン膜等の分離膜、また、人工皮膚等に応用されてい
る。
安価で耐有機溶媒性が高いことから、パーベーパレーシ
ョン膜等の分離膜、また、人工皮膚等に応用されてい
る。
しかし、これらキトサンを用いた材料はまだ気体透過性
が低い問題がある。また、シリカのみでは膜、管等に成
形した場合、強度や可撓性に問題がある。
が低い問題がある。また、シリカのみでは膜、管等に成
形した場合、強度や可撓性に問題がある。
本発明は高い気体透過性を有し、また、生体適合性が高
く、更に高い強度と可撓性を有するキトサン・シリカ系
複合体およびその製造方法を提供することを課題とす
る。
く、更に高い強度と可撓性を有するキトサン・シリカ系
複合体およびその製造方法を提供することを課題とす
る。
本発明は、下記の手段により前記の課題を解決した。
（１） シリコンアルコキシドまたはそれを部分的に加
水分解して生成した多量体シリコンアルコキシドを主成
分とするシリカ原料にキトサンを混合し、その混合物の
シリカ原料を加水分解することにより得た、キトサンに
対し１重量％〜80重量％のシリカを含むキトサン・シリ
カ系複合体。
水分解して生成した多量体シリコンアルコキシドを主成
分とするシリカ原料にキトサンを混合し、その混合物の
シリカ原料を加水分解することにより得た、キトサンに
対し１重量％〜80重量％のシリカを含むキトサン・シリ
カ系複合体。
（２） シリコンアルコキシドまたはそれを部分的に加
水分解して生成した多量体シリコンアルコキシドを主成
分とするシリカ原料にキトサンを混合し、その混合物の
シリカ原料を加水分解することを特徴とするキトサンに
対し１重量％〜80重量％のシリカを含むキトサン・シリ
カ系複合体の製造方法。
水分解して生成した多量体シリコンアルコキシドを主成
分とするシリカ原料にキトサンを混合し、その混合物の
シリカ原料を加水分解することを特徴とするキトサンに
対し１重量％〜80重量％のシリカを含むキトサン・シリ
カ系複合体の製造方法。
本発明のキトサン・シリカ系複合体とは、少なくともキ
トサンとシリカとが互いに均一に分散した、かつ少なく
とも部分的にキトサン分子とシリカ分子が結合している
複合構造を（全体として）有する、常温、常圧で固体状
の複合体を意味する。例えば、酸素を介してＣ−Ｏ−Si
結合等を有しているものが挙げられる。
トサンとシリカとが互いに均一に分散した、かつ少なく
とも部分的にキトサン分子とシリカ分子が結合している
複合構造を（全体として）有する、常温、常圧で固体状
の複合体を意味する。例えば、酸素を介してＣ−Ｏ−Si
結合等を有しているものが挙げられる。
本発明のキトサン・シリカ系複合体は、キトサンの他に
コラーゲン、ヘパリンなどを含有してもよい。また、シ
リカの他にチタニア、ジルコニア等を含有していてもよ
い。
コラーゲン、ヘパリンなどを含有してもよい。また、シ
リカの他にチタニア、ジルコニア等を含有していてもよ
い。
本発明のキトサン・シリカ系複合体の形状は、特に制限
なく、公知の成形手段を用いて成形することができ、成
形形状は使用目的に応じて適宜選定することができる
が、特に膜状が好適である。
なく、公知の成形手段を用いて成形することができ、成
形形状は使用目的に応じて適宜選定することができる
が、特に膜状が好適である。
本発明のキトサン・シリカ系複合体の製造方法は上記条
件を満足するのであれば特に制限はない。
件を満足するのであれば特に制限はない。
上記（２）において、シリカ原料とキトサンとは一般的
には少なくとも水を介して混合分散され、同時にシリカ
分子とキトサン分子との結合反応が生起するように設定
される。
には少なくとも水を介して混合分散され、同時にシリカ
分子とキトサン分子との結合反応が生起するように設定
される。
この場合、キトサンは、好ましくは溶液の形態で使用す
ることが望ましいが、特にその媒体は制限されない。好
ましい媒体の例としては、水を主体としたものが挙げら
れる。
ることが望ましいが、特にその媒体は制限されない。好
ましい媒体の例としては、水を主体としたものが挙げら
れる。
特に、キトサンを酢酸水溶液、好ましくは1wt％〜20wt
％の酢酸水溶液に溶解して用いることがシリカと均一に
混合させる上で好ましい。
％の酢酸水溶液に溶解して用いることがシリカと均一に
混合させる上で好ましい。
本発明において、シリカのゲル化、ひいてはキトサン・
シリカ系複合体のゲル化の条件は、特に制限されない
が、通常、上記シリカ原料を加水分解するための水の量
として、該シリカ原料の加水分解可能な基に対して0.5
〜100モル以上の範囲で、温度０℃〜80℃、通常常圧下
でゲル化することが挙げられる。
シリカ系複合体のゲル化の条件は、特に制限されない
が、通常、上記シリカ原料を加水分解するための水の量
として、該シリカ原料の加水分解可能な基に対して0.5
〜100モル以上の範囲で、温度０℃〜80℃、通常常圧下
でゲル化することが挙げられる。
キトサン・シリカ系複合体の乾燥条件も、特に制限され
ず、公知の乾燥手段を用いることができるが、好ましく
は、温度30℃〜70℃、通常常圧化で乾燥することが挙げ
られる。
ず、公知の乾燥手段を用いることができるが、好ましく
は、温度30℃〜70℃、通常常圧化で乾燥することが挙げ
られる。
また、得られるキトサン・シリカ系複合体の強度増強、
酸性環境における不溶化等を図るためにキトサンを架橋
剤、例えば、グルタルアルデヒド等により処理すること
ができる。この場合の架橋剤の添加時間は、キトサンと
シリカの混合時が好ましい。
酸性環境における不溶化等を図るためにキトサンを架橋
剤、例えば、グルタルアルデヒド等により処理すること
ができる。この場合の架橋剤の添加時間は、キトサンと
シリカの混合時が好ましい。
本発明に使用されるキトサンとしては、分子量が500〜1
00,000、好ましくは1000〜10,000の範囲のものが挙げら
れる。
00,000、好ましくは1000〜10,000の範囲のものが挙げら
れる。
本発明に使用されるシリカ原料のシリコンアルコキシド
としては、特に限定されないが、好ましくは、式Si（O
R）４（Ｒは、メチル、エチル、プロピル、ブチル等を
表す）で表される化合物が挙げられ、また、多量体シリ
コンアルコキシドとは、シリコンアルコキシドの加水分
解生成物同志が複数個、通常、２〜40個が縮合したもの
を言う。
としては、特に限定されないが、好ましくは、式Si（O
R）４（Ｒは、メチル、エチル、プロピル、ブチル等を
表す）で表される化合物が挙げられ、また、多量体シリ
コンアルコキシドとは、シリコンアルコキシドの加水分
解生成物同志が複数個、通常、２〜40個が縮合したもの
を言う。
また、該シリカ原料としては、上記シリコンアルコキシ
ド等に加えチタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキ
シド等を含んでもよい。
ド等に加えチタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキ
シド等を含んでもよい。
本発明は、シリカ原料を加水分解すると共にキトサンと
混合・分散することにより、キトサンと生成シリカとが
互いに均一に分散し、かつキトサン構成原子とシリカ原
料の加水分解生成物とが反応して、キトサンとシリカと
の間に共有結合が形成される。特に、反応媒体として酢
酸水溶液を使用することにより、キトサンを酢酸塩の形
で水に溶かすことができ、また、シリコンアルコキシド
の加水分解時に酸触媒として働きシリカがより線状に重
合し、またキトサンとの相溶性もよいので両者は均一、
一様に複合化する。また、酢酸は生体に対して毒性もな
く、複合体中に少量残存しても問題がない。
混合・分散することにより、キトサンと生成シリカとが
互いに均一に分散し、かつキトサン構成原子とシリカ原
料の加水分解生成物とが反応して、キトサンとシリカと
の間に共有結合が形成される。特に、反応媒体として酢
酸水溶液を使用することにより、キトサンを酢酸塩の形
で水に溶かすことができ、また、シリコンアルコキシド
の加水分解時に酸触媒として働きシリカがより線状に重
合し、またキトサンとの相溶性もよいので両者は均一、
一様に複合化する。また、酢酸は生体に対して毒性もな
く、複合体中に少量残存しても問題がない。
キトサン0.5gを濃酢酸1mlを添加した水100mlに溶かす。
これにエチルシリケート40: で表されるオリゴマーを0.5g加え、撹拌する。これを一
体量シャーレに流し入れ、60℃、約24間保ち乾燥させ
た。
これにエチルシリケート40: で表されるオリゴマーを0.5g加え、撹拌する。これを一
体量シャーレに流し入れ、60℃、約24間保ち乾燥させ
た。
また、グルタルアルデヒドを用いてキトサンを架橋し、
不溶化処理を行った。
不溶化処理を行った。
この複合体の気体透過性を測定したところ、Heガスでは
キトサンのみのものに比べ、約220倍の気体透過性を示
し、また、O2ガスではキトサンのみのものがほとんど透
過性を示さないのに対し、キトサン・シリカ系複合膜で
はHeガスの時と同程度の気体透過性を示した。尚、実験
条件は、共に2kg f/cm2、２分で厚さ0.021mm、シリカ：
キトサン＝50:50（重量比）の膜を使用し行った。
キトサンのみのものに比べ、約220倍の気体透過性を示
し、また、O2ガスではキトサンのみのものがほとんど透
過性を示さないのに対し、キトサン・シリカ系複合膜で
はHeガスの時と同程度の気体透過性を示した。尚、実験
条件は、共に2kg f/cm2、２分で厚さ0.021mm、シリカ：
キトサン＝50:50（重量比）の膜を使用し行った。
本発明は、複雑な装置を用いることなくキトサンの添加
量を所定量限定すると共にシリコンアルコキシドと混
合、シリコンアルコキシドを加水分解することのみで簡
単に可撓性を有しかつ気体透過性を良好な強靱なキトサ
ン・シリカ系複合体を製造することができるので、低コ
ストの分離膜、人工皮膚等を提供できる。
量を所定量限定すると共にシリコンアルコキシドと混
合、シリコンアルコキシドを加水分解することのみで簡
単に可撓性を有しかつ気体透過性を良好な強靱なキトサ
ン・シリカ系複合体を製造することができるので、低コ
ストの分離膜、人工皮膚等を提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ａ６１Ｌ 31/00 Ｔ Ｂ０１Ｄ 71/08 9153−4Ｄ
Claims (2)
- 【請求項１】シリコンアルコキシドまたはそれを部分的
に加水分解して生成した多量体シリコンアルコキシドを
主成分とするシリカ原料にキトサンを混合し、その混合
物のシリカ原料を加水分解することにより得た、キトサ
ンに対し１重量％〜80重量％のシリカを含むキトサン・
シリカ系複合体。 - 【請求項２】シリコンアルコキシドまたはそれを部分的
に加水分解して生成した多量体シリコンアルコキシドを
主成分とするシリカ原料にキトサンを混合し、その混合
物のシリカ原料を加水分解することを特徴とするキトサ
ンに対し１重量％〜80重量％のシリカを含むキトサン・
シリカ系複合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2269642A JPH0764953B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | キトサン・シリカ系複合体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2269642A JPH0764953B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | キトサン・シリカ系複合体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04146942A JPH04146942A (ja) | 1992-05-20 |
| JPH0764953B2 true JPH0764953B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=17475194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2269642A Expired - Lifetime JPH0764953B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | キトサン・シリカ系複合体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0764953B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020078175A (ko) * | 2001-04-06 | 2002-10-18 | 학교법인 문화교육원 | 졸-겔법을 이용한 실리카-키토산 복합 물질의 제조방법 |
| JP4559764B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2010-10-13 | ピアス株式会社 | キトサン系複合体、及びそのキトサン系複合体の製造方法、並びにそのキトサン系複合体を配合する皮膚外用剤及び化粧料 |
| CN101948574B (zh) * | 2010-10-15 | 2012-05-30 | 上海交通大学 | 含疏水纳米二氧化硅微粒的疏水性壳聚糖薄膜及其制备方法 |
| US9894895B2 (en) * | 2014-05-15 | 2018-02-20 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Non-phytotoxic composite polymer film barrier as a repellent for controlling infection |
| JP6636881B2 (ja) * | 2016-09-02 | 2020-01-29 | 大日精化工業株式会社 | シロキサン変性キトサンの製造方法、シロキサン変性キトサン、乳化剤、及び乳化組成物 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59213390A (ja) * | 1983-05-19 | 1984-12-03 | Asahi Denka Kogyo Kk | 固定化酵素及びその製造方法 |
| JPS6440501A (en) * | 1987-08-07 | 1989-02-10 | Asahi Glass Co Ltd | Chitosan carrying material |
-
1990
- 1990-10-09 JP JP2269642A patent/JPH0764953B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04146942A (ja) | 1992-05-20 |
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