无机类纤维结构体及其制造方法技术

本发明专利技术公开了包含平均纤维直径为３μｍ以下的无机类纳米纤维的无机类纤维结构体，包括内部的整体由无机类粘结剂粘结、孔隙率为９０％以上的无机类纤维结构体。另外，公开了包含以下工序的无机类纤维结构体的制造方法：（ｉ）利用静电纺丝法，由包含以无机成分为主体的化合物的纺丝用无机类溶胶溶液纺丝无机类纤维的工序；（ｉｉ）照射与所述无机类纤维相反极性的离子，使其积聚，形成无机类纤维集合体的工序；（ｉｉｉ）在包括所述无机类纤维集合体的内部的整体中赋予包含以无机成分为主体的化合物的粘结用无机类溶胶溶液，通过通气除去剩余的粘结用无机类溶胶溶液，形成在包括内部的整体中以无机类粘结剂粘结的无机类纤维结构体的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无机类纤维结构体(特别是具有功能性的无机类纤维结构体)及其制造方法。本专利技术的无机类纤维结构体能够用于例如细胞培养载体、支架、抗菌材料等。
技术介绍
目前，根据静电纺丝法，纤维直径统一的纤维形成三维的网状结构，能够制造孔径均勻的无纺布。这样的静电纺丝法是通过向纺丝空间提供纺丝原液的同时使电场作用于所提供的纺丝原液进行拉伸，使其积聚在对电极上进行纺丝的方法。这样，通过电场的作用拉伸、 纺丝的纤维由于直接由电场的力积聚在对电极上，因此成为纸状的无纺布。然而，在用于绝热材料的用途、过滤用途等时，优选膨松的无纺布。因此，本专利技术人提出了包含以下步骤的膨松的无纺布的制造方法(=中和纺丝法，专利文献1、幻对纺丝的聚合物溶液赋予电荷的步骤；将赋予了所述电荷的聚合物溶液向纺丝空间提供并利用静电引力飞行的步骤；对所述提供形成的纤维照射与所述纤维相反极性的离子的步骤；回收纺丝的纤维的步骤。该膨松的无纺布由于是纤维之间未粘结或者极弱地粘结的低密度棉状的无纺布， 因此能够适用于不需要保形性或强度的用途，但在溶液过滤等需要保形性或强度的用途中，有时不能够保持无纺布的形态而不适合实用。因此，作为用于赋予中和纺丝的无机类纤维无纺布的保形性或强度的方法，例如， 考虑以下方法。(1)抄制无机类纤维制造无机类纤维无纺布的方法(2)对无机类纤维喷雾粘合剂并干燥的方法(3)将无机类纤维无纺布浸渍于粘合剂浴中之后通过两辊式压制机(施压装置) 除去剩余粘合剂、然后干燥的方法然而，对于(1)的方法，利用静电纺丝法的纳米纤维的抄制极其困难。对于(2)的方法，对无机类纤维无纺布整体(特别包括无纺布内部)均勻赋予粘合剂是困难的，强度差。对于(3)的方法，无机类纤维无纺布的孔隙被压缩，不能维持膨松性，孔隙率降低。可是，以这样的无机类纤维无纺布为基础的纤维结构体能够适用于培养载体。为了以接近生物体内的环境的状态培养细胞，有采用将细胞进行三维培养的组织形成诱导技术。作为该培养载体已知有薄膜、粒子、中空线、纤维集合体、发泡体等。然而，这些培养载体由于作为三维培养必需的细胞的立足位(足場)的表面积不充足，因此许多时候细胞的高密度培养困难、不拥有与生物体内环境相似的细胞的组织形成能力。作为解决这样现有的培养载体的问题而能够三维培养的培养载体，提出了「包含利用静电纺丝法制作的纳米纤维的支架(工 > 夕卜π ^匕。二 >夕'法(二 J >9作製L· t f 7 7 7 ^ K—&含tr ；^ # ~ 7才一> K )」(专利文献3)。在具体的实施例中使用包含二氧化硅、PVA的纳米纤维。然而，即使是包含这样的纳米纤维的支架，细胞繁殖能力也低，难以进行高密度培养，另外，还难以发挥细胞功能。并且，因为纤维密度或厚度的控制困难，并且细胞块形成不均勻，所以观察培养状态困难。另外，为了对纤维结构体赋予功能，通过赋予以下金属，能够形成能够使细胞功能提高的细胞培养基材、或者作为具有抗菌性能的纤维结构体来使用含金属离子化合物。例如，通过对纤维结构体赋予参与细胞的分裂 繁殖 分化、血液的凝固、肌肉的收缩、神经感觉细胞的兴奋、吞噬、抗原识别、抗体分泌等免疫反应、各种激素分泌等广泛的生物体反应并且与磷共同形成羟基磷灰石结晶沉积为骨或牙齿的基质结构而赋予强度的钙，起维持细胞外液的渗透压作用的钠，作为氧的转运作用以及能量代谢中的电子转运体(细胞色素C) 的必需元素的铁，作为骨和牙齿的主要无机成分的镁，起神经兴奋性维持、肌肉的收缩、细胞内的渗透压维持的作用的钾，或者铜、碘、硒、铬、锌、钼等。例如，在专利文献3中提出「包含利用静电纺丝法制作的由细胞粘结因子(特别是磷酸钙)进行表面修饰的纳米纤维的支架」(权利要求1、8、9)。具体而言，公开了利用溶胶凝胶法合成的二氧化硅纳米纤维是适合的，根据二氧化硅纳米纤维的煅烧温度形成亲水性或疏水性，而能够操作细胞的粘结率，通过在人工体液中温育二氧化硅纳米纤维而能够在纳米纤维表面使U >石灰析出，作为人工骨用细胞载体是有用的等(段落编号0015、0018、 0025 等)。然而，包含这样的纳米纤维的支架是细胞功能低下的。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2004-238749号公报专利文献2 日本特开2005-264374号公报专利文献3 日本特开2007-319074号公报
技术实现思路
专利技术所需解决的课题本专利技术的课题是解决现有技术的这些课题，提供以下能够在需要保形性、强度的用途中也能够使用的膨松的无机类纤维结构体；由于所述性能优异，细胞繁殖能力高、能够进行高密度培养，而且还易于发挥细胞功能，能够进行纤维密度或厚度的控制，容易观察培养状态的无机类纤维结构体；细胞功能高、抗菌性能优异等功能性优异的无机类纤维结构体。解决课题的手段本专利技术涉及(1)无机类纤维结构体，其为包含平均纤维直径3μπι以下的无机类纳米纤维的无机类纤维结构体，其中，包括内部的整体以无机类粘结剂粘结，孔隙率为90%以上；(2) (1)的无机类纤维结构体，其中，拉伸断裂强度为0. 2MPa以上；(3)(1)或者⑵的无机类纤维结构体，其中，每纤维单位重量的羟基量为 50ymol/g 以上；(4) (1) (3)的无机类纤维结构体，其中，将包含如下工序而制造的无机类纤维集合体在包括内部的整体中以无机类粘结剂粘结，所述工序对利用静电纺丝法纺丝的无机类纤维照射与所述无机类纤维相反极性的离子，使其积聚；(5) (1) 的无机类纤维结构体，其中，在无机类纤维之间不形成被膜；(6)对(1) (5)的无机类纤维结构体赋予含金属离子化合物的具有功能性的无机类纤维结构体；(7)⑴ (6)的无机类纤维结构体，其用作培养载体；(8)包含以下工序的无机类纤维结构体的制造方法(i)利用静电纺丝法，由包含以无机成分为主体的化合物的纺丝用无机类溶胶溶液纺丝无机类纤维的工序，(ii)照射与所述无机类纤维相反极性的离子，使其积聚，形成无机类纤维集合体的工序，(iii)在包括所述无机类纤维集合体的内部的整体中赋予包含以无机成分为主体的化合物的粘结用无机类溶胶溶液，通过通气除去剩余的粘结用无机类溶胶溶液，形成在包括内部的整体中以无机类粘结剂粘结的无机类纤维结构体的工序；(9) (8)的无机类纤维结构体的制造方法，其中，在形成无机类纤维集合体的工序中，在形成无机类纤维结合体之后进行热处理；(10) (9)的无机类纤维结构体的制造方法，其中，热处理温度为500°C以下；(11) (8) (10)的无机类纤维结构体的制造方法，其中，在(iii)形成无机类纤维结构体的工序中，在通过通气除去剩余的粘结用无机类溶胶溶液之后进行热处理；(12) (11)的无机类纤维结构体的制造方法，其中，热处理温度为500°C以下；(13) (8) (12)的无机类纤维结构体的制造方法，其中，所述纺丝用无机类溶胶溶液和/或粘结用无机类溶胶溶液含有含金属离子化合物；(14) (8) (13)的无机类纤维结构体的制造方法，其中，在实施(iii)形成无机类纤维结构体的工序之后，对所述无机类纤维结构体赋予含有含金属离子化合物的溶液。专利技术效果上述(1)的本专利技术的无机类纤维结构体的包括内部的整体以无机类粘结剂粘结， 因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．无机类纤维结构体，其包含平均纤维直径为３μｍ以下的无机类纳米纤维，其中，包括内部的整体由无机类粘结剂粘结，孔隙率为９０％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边理惠，
申请(专利权)人：日本韦琳株式会社，
类型：发明
国别省市：JP