專(zhuān)利名稱(chēng)：水溶性高分子材料構(gòu)成的海綿狀成型體及其空孔控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水溶性高分子材料構(gòu)成的海綿狀成型體及其空孔控制方法。更詳細(xì)地講，涉及在特定的冷卻方向且使之產(chǎn)生溫度梯度進(jìn)行預(yù)凍結(jié)工序的空孔控制方法，及用該方法制造的在海綿內(nèi)部形成縱型空孔、在表面存在空孔、可適合用作創(chuàng)傷被覆材料、創(chuàng)傷用移植片與培養(yǎng)皮膚基材的海綿狀成型體。
背景技術(shù)：
作為可適用于因燙傷或褥瘡產(chǎn)生的皮膚缺損面、促進(jìn)治愈的創(chuàng)傷被覆材料，創(chuàng)傷用移植片(尤其是真皮缺損用移植片)與培養(yǎng)皮膚基材，過(guò)去使用水溶性高分子材料構(gòu)成的成型體，其形態(tài)選用海綿、無(wú)紡布、薄膜等。
一般認(rèn)為，創(chuàng)傷被覆材料與創(chuàng)傷用移植片的形態(tài)影響創(chuàng)傷的治愈，例如，真皮缺損用移植片主要是膠原構(gòu)成的海綿狀成型體，目的是使血管或成腺細(xì)胞從皮膚缺損傷面周?chē)M(jìn)入海綿內(nèi)，再構(gòu)筑缺損的皮膚組織。一般認(rèn)為，這樣的血管或成腺細(xì)胞的進(jìn)入性，與海綿空孔的大小及其連續(xù)性、取向性有關(guān)。
然而，用已上市的創(chuàng)傷被覆材料或創(chuàng)傷用移植片形成的空孔是非連續(xù)性的單獨(dú)空孔，故不能期待血管或成腺細(xì)胞進(jìn)入海綿內(nèi)的很寬范圍。
作為培養(yǎng)皮膚基材的原料，例如，往往用膠原，類(lèi)膠原(アテロコラ-グン)，明膠，甲殼質(zhì)，殼聚糖纖維結(jié)合素，昆布氨酸，透明質(zhì)酸等生物原有的材料進(jìn)行研究。培養(yǎng)皮膚一般由基材與皮膚原有的成腺細(xì)胞及角質(zhì)化細(xì)胞等構(gòu)成。將該培養(yǎng)皮膚用于皮膚缺損部位時(shí)，通過(guò)由前述成腺細(xì)胞及角質(zhì)化細(xì)胞等所產(chǎn)生的液性因子而促進(jìn)來(lái)自創(chuàng)緣的成腺細(xì)胞、角質(zhì)化細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞的游蕩和增殖，使皮膚再生。培養(yǎng)皮膚可將前述成腺細(xì)胞及角質(zhì)化細(xì)胞等的懸浮液滴到基材上使之粘合培養(yǎng)一定時(shí)間后而制成。培養(yǎng)皮膚基材是海綿狀成型體時(shí)，海綿表面的空孔徑一定，且內(nèi)部空孔的形態(tài)也一定，滴下的細(xì)胞同樣地可與基材粘合，所制得的培養(yǎng)皮膚期待有一定的創(chuàng)傷治愈能力。
然而，過(guò)去的培養(yǎng)皮膚基材，由于內(nèi)部空孔的大小不均勻，也沒(méi)有取向性，故不能期待滴下的細(xì)胞有一樣的粘合，還不能期待有一定的創(chuàng)傷治愈能力。此外，由于該過(guò)去的培養(yǎng)皮膚基材的空孔是單獨(dú)空孔，故創(chuàng)傷面使用時(shí)，由培養(yǎng)皮膚內(nèi)部的成腺細(xì)胞或角質(zhì)化細(xì)胞產(chǎn)生的液性因子很難到達(dá)創(chuàng)傷周邊的組織或細(xì)胞。
作為適用于皮膚缺損創(chuàng)傷面的海綿狀材料及其制法，過(guò)去已提出了例如以下的方案。
特開(kāi)昭62-167331號(hào)公報(bào)公開(kāi)了由溶解在稀醋酸水溶液中的殼聚糖組成、氣孔率80％以上的殼聚糖海綿。該殼聚糖海綿可通過(guò)凍結(jié)干燥獲得。雖然通過(guò)該凍結(jié)干燥不破壞多孔性，但凍結(jié)的條件不明確，而且孔的形成方向也不明確。
特開(kāi)昭64-4629號(hào)公報(bào)公開(kāi)了細(xì)孔的形成方向與試樣的厚度方向平行且細(xì)孔的孔徑均勻的膠原海綿，然而，由于為了控制該膠原海綿的細(xì)孔，要用表面活性劑，必須有其除去工序，作業(yè)繁雜。并且擔(dān)心表面活性劑會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性。該膠原海綿雖可用凍結(jié)方法獲得，但凍結(jié)溫度，凍結(jié)速度等不明確。
特開(kāi)平2-208332號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種高分子多孔體，其連通的空胞的連續(xù)孔有基本上垂直地從表面到達(dá)內(nèi)部的構(gòu)造。但沒(méi)有具體公開(kāi)該連續(xù)孔的形成方法，而且該高分子多孔體的表面狀態(tài)也不明確。
特開(kāi)平2-261838號(hào)公報(bào)公開(kāi)了多孔質(zhì)殼聚糖材料，但其空孔是復(fù)雜的三維網(wǎng)目結(jié)構(gòu)的連續(xù)空孔。
特開(kāi)平4-332561號(hào)公報(bào)公開(kāi)了機(jī)械地設(shè)貫通孔的膠原海綿片，然而，由于該膠原海綿片是機(jī)械地設(shè)貫通孔，由來(lái)自培養(yǎng)基或創(chuàng)傷面的滲出液濕潤(rùn)海綿時(shí)，有堵塞大部分孔的可能。因此，對(duì)來(lái)自創(chuàng)緣的細(xì)胞濕潤(rùn)或細(xì)胞懸浮液滴下時(shí)的細(xì)胞進(jìn)入有帶來(lái)不良影響的可能性。
這樣，雖然過(guò)去提出了各種的海綿狀材料及其制法，但這里，創(chuàng)傷被覆材料、創(chuàng)傷用移植片(尤其是真皮缺損用移植片)及培養(yǎng)皮膚基材用的海綿狀成型體的空孔形態(tài)，必須有以下的條件。
①外部與海綿內(nèi)部的物理性聯(lián)系是容易的形態(tài)。優(yōu)選具有取向性，使海綿內(nèi)部空孔貫通。
②為了使細(xì)胞容易進(jìn)入海綿內(nèi)部，在海綿的表面應(yīng)形成有一定大小的孔。
③如果需要的話(huà)，為了防止細(xì)胞或體液的流出，可在另外的一面(在前述②形成有一定大小孔面的相對(duì)的面)基本上不形成孔，而主要是薄膜狀。
即，滿(mǎn)足前述空孔形態(tài)的條件①-③的海綿狀成型體，作為創(chuàng)傷被覆材料，創(chuàng)傷用移植片(尤其是真皮缺損用移植片)及培養(yǎng)皮膚基材是理想的。
因此，過(guò)去的各種海綿狀材料，任一種都很難說(shuō)是理想的海綿狀成型體，而且，也沒(méi)有提出容易獲得這種理想的海綿狀成型體的方法。
本發(fā)明是鑒于上述以往技術(shù)而完成的研究，提供在對(duì)厚度方向平行的方向有多個(gè)空孔的海綿狀成型體的空孔控制方法及用該空孔控制方法制造的海綿狀成型體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及(1)水溶性高分子材料構(gòu)成的海綿狀成型體的空孔控制方法，其特征在于由以下工序構(gòu)成，(a)通過(guò)冷卻水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料凝膠與空氣層的界面?zhèn)?，在該溶液或凝膠的內(nèi)部，產(chǎn)生與厚度方向平行的溫度梯度，預(yù)凍結(jié)該溶液或凝膠的預(yù)凍結(jié)工序，(b)將預(yù)凍結(jié)工序(a)中預(yù)凍結(jié)的水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠進(jìn)行凍結(jié)干燥的工序。
(2)用上述空孔控制方法制造的海綿狀成型體，該海綿狀成型體特征是在與其厚度方向平行的方向有多個(gè)縱型空孔，該多個(gè)縱型空孔，在作為界面的面和/或與作為該界面的面相對(duì)的面作為空孔而開(kāi)放。
(3)水溶性高分子材料構(gòu)成的海綿狀成型體的空孔控制方法，該空孔控制方法由以下工序構(gòu)成，(a)通過(guò)將水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠與空氣層的界面?zhèn)?，比除該界面?zhèn)鹊钠渌鎯?yōu)先進(jìn)行冷卻的方法，在該溶液或凝膠的內(nèi)部產(chǎn)生與厚度方向平行的溫度梯度，使該溶液或凝膠預(yù)凍結(jié)的預(yù)凍結(jié)工序，和(b)將預(yù)凍結(jié)工序(a)中預(yù)凍結(jié)的水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠進(jìn)行凍結(jié)干燥的工序。
(4)用上述空孔控制方法制造的海綿狀成型體，其特征是在與其厚度方向平行的方向有多個(gè)縱型空孔，該多個(gè)的縱型空孔，在作為界面的面和/或與該作為界面的面相對(duì)的面作為空孔而開(kāi)放。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1(a)、(b)是表示任一種本發(fā)明的空孔控制方法的實(shí)施方案的概略說(shuō)明圖。
圖2是表示本發(fā)明的空孔控制方法的一個(gè)實(shí)施方案的概略說(shuō)明圖。
圖3是表示本發(fā)明的空孔控制方法的一個(gè)實(shí)施方案的概略說(shuō)明圖。
圖4是表示本發(fā)明的空孔控制方法的一個(gè)實(shí)施方案的概略說(shuō)明圖。
圖5是表示本發(fā)明的空孔控制方法中用的容器的一個(gè)實(shí)施方案的概略說(shuō)明圖。
圖6是表示本發(fā)明的空孔控制方法的一個(gè)實(shí)施方案的概略說(shuō)明圖。
圖7是實(shí)施例1所得的類(lèi)膠原海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖8是實(shí)施例1所制得的類(lèi)膠原海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖9是實(shí)施例2所得的類(lèi)膠原海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖10是實(shí)施例2所得的類(lèi)膠原海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖11是實(shí)施例3所得的類(lèi)膠原海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖12是實(shí)施例3所得的類(lèi)膠原海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖13是實(shí)施例4所得殼聚糖/類(lèi)膠原(殼聚糖∶類(lèi)膠原(重量比)＝25∶75)海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖14是實(shí)施例4所得殼聚糖/類(lèi)膠原(殼聚糖∶類(lèi)膠原(重量比)＝25∶75)海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖15是實(shí)施例5所得殼聚糖/類(lèi)膠原(殼聚糖∶類(lèi)膠原(重量比)＝50∶50)海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖16是實(shí)施例5所得殼聚糖/類(lèi)膠原(殼聚糖∶類(lèi)膠原(重量比)＝50∶50)海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖17是實(shí)施例6所得殼聚糖/類(lèi)膠原(殼聚糖∶類(lèi)膠原(重量比)＝75∶25)海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖18是實(shí)施例6所得殼聚糖/類(lèi)膠原(殼聚糖∶類(lèi)膠原(重量比)＝75∶25)海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖19是實(shí)施例7所得的殼聚糖海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖20是實(shí)施例7所得的殼聚糖海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖21是比較例1所得的類(lèi)膠原海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖22是比較例1所得的類(lèi)膠原海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖23是比較例2所得的殼聚糖海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖24是比較例2所得的殼聚糖海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖25是表示實(shí)施例11中使凝膠凍結(jié)時(shí)凝膠的溫度變化的曲線(xiàn)。
圖26是實(shí)施例11所得的類(lèi)膠原海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖27是實(shí)施例11所得的類(lèi)膠原海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖28是表示實(shí)施例12中使凝膠凍結(jié)時(shí)的凝膠的溫度變化的曲線(xiàn)。
圖29是實(shí)施例12所得的類(lèi)膠原海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖30是實(shí)施例12所得的類(lèi)膠原海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖31是表示實(shí)施例13中使凝膠凍結(jié)時(shí)凝膠的溫度變化的曲線(xiàn)。
圖32是實(shí)施例13所得的類(lèi)膠原海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖33是實(shí)施例13所得的類(lèi)膠原海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖34是表示實(shí)施例14中使凝膠凍結(jié)時(shí)凝膠的溫度變化的曲線(xiàn)。
圖35是實(shí)施例14所得的類(lèi)膠原海綿表面的掃描式電子顯微鏡照片。
圖36是實(shí)施例14所得的類(lèi)膠原海綿截面的掃描式電子顯微鏡照片。
實(shí)施發(fā)明的最佳方案用本發(fā)明的空孔控制方法制造的海綿狀成型體，具有在其內(nèi)部形成多個(gè)的縱型空孔(與海綿狀成型體的厚度方向平行的方向的空孔)、在其一個(gè)表面(作為海綿狀成型體材料的水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料凝膠的界面的面)形成有一定大小的空孔的理想的空孔形態(tài)。另外，該本發(fā)明的海綿狀成型體，還可以根據(jù)需要，在與形成具有該一定大小的空孔的表面相對(duì)的面上基本上不形成空孔，而實(shí)質(zhì)上是封閉的形態(tài)。
本發(fā)明中，為了將以水溶性高分子材料為原料的海綿成型，可以用凍結(jié)干燥技術(shù)，眾知一般凍結(jié)干燥品具有防細(xì)菌或霉菌的繁殖，提高保存穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。
以水溶性高分子材料為原料的海綿狀成型體，可用凍結(jié)干燥技術(shù)按以下的順序制造。
(1)使水溶性高分子材料溶解在水或酸性水溶液，堿性水溶液，有機(jī)溶劑等中。
(2)將上述(1)的水溶性高分子材料的溶液裝入塑料容器或不銹鋼容器等中，或放到塑料制平板或不銹鋼制平板上。需要時(shí)，可將溶液凝膠化。凝膠化時(shí)也可將其移到平板上。
(3)浸漬在液體氮中，或加到致冷器內(nèi)或凍結(jié)干燥機(jī)內(nèi)進(jìn)行預(yù)凍結(jié)。
(4)進(jìn)行凍結(jié)干燥。
海綿狀成型體上存在的空孔是溶劑經(jīng)凍結(jié)干燥而升華的部分，其形態(tài)一般取決于預(yù)凍結(jié)時(shí)溶劑與溶質(zhì)進(jìn)行什么樣的相分離。即海綿狀成型體的空孔形態(tài)的控制，可通過(guò)控制預(yù)凍結(jié)時(shí)發(fā)生的相分離的形態(tài)，具體地通過(guò)控制溶液或凝膠的冷卻溫度或冷卻方向來(lái)實(shí)現(xiàn)。
以下，說(shuō)明空孔形態(tài)的控制原理。
冷卻水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠時(shí)，如果溶劑是水時(shí)，形成冰的結(jié)晶。冰的結(jié)晶通常先生成核，然后利用核附近的水通過(guò)生長(zhǎng)而形成。例如，從一個(gè)方向?qū)ぞ厶撬芤?、膠原水溶液、膠原凝膠、殼聚糖/膠原凝膠、殼聚糖/膠原水溶液等所代表的水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠進(jìn)行冷卻時(shí)，首先，在其界面附近，在富溶劑領(lǐng)域與富溶質(zhì)領(lǐng)域引起相分離，富溶劑領(lǐng)域存在的水成為結(jié)晶核，此后，向深層進(jìn)行冷卻，產(chǎn)生溫度梯度，相繼發(fā)生同樣的相分離。此時(shí)，在界面所生成的冰的結(jié)晶核，利用其下層相分離的水，向下層生長(zhǎng)下去。結(jié)果，形成連續(xù)的縱型冰的結(jié)晶，但，冰的結(jié)晶核的生成及其生長(zhǎng)，是可在水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料凝膠的共晶點(diǎn)(是由溶液或凝膠同時(shí)析出2種類(lèi)以上結(jié)晶的溫度，具有某個(gè)溫度范圍)附近的溫度下引起的現(xiàn)象，在其以上的溫度，或其以下的溫度基本上不會(huì)發(fā)生。
冷卻時(shí)，縱型冰的結(jié)晶，冷卻速度太快、太慢均不能形成，另外，不控制冷卻方向，即使冷氣到達(dá)水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠內(nèi)部，也難以形成。
其理由是，首先冷卻速度太快時(shí)，譬如，即使從界面?zhèn)葘?dǎo)入冷氣，在該溶液或凝膠的界面可形成冰的結(jié)晶核，但它在充分生長(zhǎng)之前深部被冷卻，因此形成新的冰的結(jié)晶核。結(jié)果，沒(méi)有形成縱型的冰的結(jié)晶，容易形成比較小的球狀的結(jié)晶。即，成型成海綿時(shí)，容易形成單獨(dú)的空孔。
反之，冷卻速度太慢時(shí)，在該溶液或凝膠的界面形成的結(jié)晶核，由于其生長(zhǎng)有足夠的時(shí)間，具有處處形成大的冰的結(jié)晶的傾向。即，成型成海綿時(shí)，成為有某種取向性的獨(dú)立空孔的集合處處分布的形態(tài)。
另外，不控制冷卻方向而冷卻水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠時(shí)，從各個(gè)方向朝該溶液或凝膠的內(nèi)部進(jìn)行冷卻。例如，該溶液或凝膠假定為6面體時(shí)，由于從6個(gè)方向?qū)肜錃猓试诟鹘缑嫔杀慕Y(jié)晶核。而且，由于考慮從各界面向該溶液或凝膠的中心部分進(jìn)行冷卻，故冰的結(jié)晶同樣地朝中心部分生長(zhǎng)。因此，在成型的海綿內(nèi)部，一般形成朝中心取向的空孔。
因此，為了使海綿狀成型體形成縱型的空孔，著眼于預(yù)凍結(jié)時(shí)水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠的冷卻方向。將該溶液或凝膠裝入容器，從其界面?zhèn)韧ɡ錃猓绕涫潜瘸摻缑鎮(zhèn)鹊钠渌鎯?yōu)先地從界面?zhèn)韧ɡ錃膺M(jìn)行冷卻，結(jié)果發(fā)現(xiàn)例如溶劑是水時(shí)，一般可朝下方(與界面相對(duì)側(cè)的面)使冰的結(jié)晶生長(zhǎng)。
即，按照本發(fā)明的空孔控制方法，如上述采用冷卻溶液或凝膠與空氣層的界面?zhèn)鹊姆椒ㄟM(jìn)行預(yù)凍結(jié)后，進(jìn)行凍結(jié)干燥將海綿成型，可獲得有縱型空孔、在表面(作為海綿狀成型體材料的水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠的界面的面)和/或與該表面相對(duì)的面形成有一定大小空孔的海綿狀成型體。該海綿狀成型體，作為創(chuàng)傷被覆材料，創(chuàng)傷用移植片(尤其是真皮缺損用移植片)及培養(yǎng)皮膚基材是極理想的材料。
作為本發(fā)明的空孔控制方法中用的水溶性高分子材料，可列舉，例如聚丙烯酰胺，聚乙烯醇、聚乙二醇、水溶性纖維素衍生物、膠原、類(lèi)膠原、透明質(zhì)酸、明膠、甲殼質(zhì)、殼聚糖等的來(lái)自生物體的材料等。水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠中，優(yōu)選這些之中至少含有1種的水溶性高分子材料。上述水溶性高分子材料中，優(yōu)選由膠原、類(lèi)膠原、透明質(zhì)酸、明膠、甲殼質(zhì)及殼聚糖中選出的至少1種的來(lái)自生物體的材料。從成型性的觀(guān)點(diǎn)考慮，該來(lái)自生物體的材料之中，優(yōu)選膠原、類(lèi)膠原及殼聚糖，最優(yōu)選類(lèi)膠原和/或殼聚糖。
冷卻水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠的方法，可以是將該溶液或凝膠與空氣層的界面?zhèn)冗M(jìn)行冷卻的方法，尤其是比除該界面?zhèn)鹊钠渌鎯?yōu)先從該界面?zhèn)冗M(jìn)行冷卻的方法，沒(méi)有特殊限制。例如，優(yōu)選用絕熱體被覆除該界面?zhèn)鹊钠渌娴臓顟B(tài)下，從該界面?zhèn)冗M(jìn)行冷卻的方法。本發(fā)明中，可采用例如圖1-圖6中所示的方法。
圖1(a)(b)是表示任一種本發(fā)明空孔控制方法的實(shí)施方案的概略說(shuō)明圖。如圖1(a)所示，除加有水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠3的容器1的開(kāi)口部分，其他均為用絕熱體2絕熱的狀態(tài)，裝入超低溫致冷器中等，由該容器1開(kāi)口部分的上方，按箭頭A的方向，比除去該溶液或凝膠3的界面10的其他面優(yōu)先地將冷氣導(dǎo)入該界面10，可冷卻該界面10。
上述開(kāi)口部分可以是容器的上方整個(gè)面，帶蓋的容器時(shí)，也可設(shè)在蓋的一部分上，也可設(shè)在容器的側(cè)面，從而不被水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠浸漬。
而，如圖1(b)所示，是水溶性高分子材料為凝膠的情況。把水溶性高分子材料的凝膠3a放在塑料制或不銹鋼制的平板4上，除了上方以外，成為用絕熱體2絕熱的狀態(tài)，從上方按箭頭A的方向，比除該凝膠3a的界面10的其他面優(yōu)先地將冷氣導(dǎo)入該界面10，可將界面10進(jìn)行冷卻。
另外，作為加入水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠的容器，如圖2表示本發(fā)明空孔控制方法的一實(shí)施方案的概略說(shuō)明圖所示，將容器1裝載在部件7上，在容器1底面的下方有空氣層6存在，另外，如圖3表示本發(fā)明空孔控制方法的一實(shí)施方案的概略說(shuō)明圖所示，將空的容器8倒置，在其上面裝載容器1，在容器1底面的下方有空氣層6存在。將這樣的容器裝入超低溫致冷器等，從該容器1的開(kāi)口部分的上方，按箭頭A的方向，從比除溶液或凝膠3的界面10的其他面優(yōu)先地將冷氣導(dǎo)入該界面10，可將該界面10進(jìn)行冷卻。這里，部件7與容器8的材質(zhì)，例如可以是塑料等，此外，也可以是可支撐容器1的材料。
上述圖2與圖3所示的空孔控制方法中，由于在裝入水溶性高分子材料的溶液或凝膠3的容器1的底面的下方存在空氣層6，該空氣層6也起絕熱體的作用。
另外，水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠，可使液體氮與該溶液或凝膠的界面接觸，或者將該溶液或凝膠的界面置于氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行冷卻。也可以通過(guò)冷卻所設(shè)的金屬片，直接或間接地與水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠的界面進(jìn)行接觸，在保持冷卻的方向性的狀態(tài)下進(jìn)行冷卻。此外也可以直接地或間接地使預(yù)先冷卻的金屬片或高分子凝膠等與水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠的界面進(jìn)行接觸，在保持冷卻的方向性的狀態(tài)下進(jìn)行冷卻。
再者，所謂“間接地接觸”意味著借助空氣層的狀態(tài)，例如，所謂“使金屬片間接地與界面接觸”，意味著在金屬片與界面之間有空氣層存在、金屬片與界面通過(guò)該空氣層進(jìn)行傳熱的狀態(tài)。
此外，例如，如圖4表示本發(fā)明空孔控制方法的一實(shí)施方案的概略說(shuō)明圖所示，為了使冷卻面增大，使用設(shè)多個(gè)冷卻用散熱片21的金屬片20時(shí)，有以下的優(yōu)點(diǎn)。即，預(yù)先冷卻金屬片20后，使金屬片20直接地或間接地與水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠3的界面10接觸，這樣可以冷卻該水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠3，而且，使該金屬片20與水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠3的界面10接觸后，從該容器1的開(kāi)口部分上方，按箭頭A的方向?qū)肜錃?，可通過(guò)金屬片20與冷卻用散熱片21間接地冷卻水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠3的界面10。此時(shí)，也可根據(jù)需要，除了容器1的開(kāi)口部分外，成為用絕熱體2絕熱的狀態(tài)。
另外，作為本發(fā)明的空孔控制方法中用的容器的一實(shí)施方案，圖5表示概略說(shuō)明圖，如圖5所示，在側(cè)面具有發(fā)泡苯乙烯2a、底面具有不銹鋼板或塑料板50的容器1a中，可加入水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠3。用該容器1a，如圖6的本發(fā)明的空孔控制方法的一實(shí)施方案的概略說(shuō)明圖所示，可用在下部開(kāi)有可以嵌入容器1a的孔的絕熱框2b，將容器1a的開(kāi)口部分與側(cè)面絕熱，可按箭頭A的方向冷卻底面的不銹鋼板或塑料板50。
本發(fā)明中將水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠進(jìn)行預(yù)凍結(jié)時(shí)的冷卻溫度，只要是溶液或凝膠可凝固的溫度，則沒(méi)有特殊限制。
本發(fā)明中，為了使海綿狀成型體形成縱型空孔，必須在水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠的內(nèi)部，產(chǎn)生與厚度方向平行的溫度梯度。此時(shí)，當(dāng)該溶液或凝膠是以水或水溶液為溶劑的情況時(shí)，該溶液或凝膠的冷卻速度如果太慢，在溶液或凝膠的界面所形成的結(jié)晶核生長(zhǎng)由于有充分的時(shí)間，故往往形成大的冰結(jié)晶，加工成海綿時(shí)，由于成為有某種取向性的單獨(dú)空孔的集合處處分布的狀態(tài)，故優(yōu)選±0.00℃/分以上。另外，冷卻速度太快時(shí)，在溶液或凝膠的界面即使是可形成冰的結(jié)晶，但在其充分生長(zhǎng)之前，深部被冷卻后形成新的冰結(jié)晶核，容易形成比較小的球狀結(jié)晶，由于成型成海綿狀時(shí)，容易形成單獨(dú)的空孔。故冷卻速度在-100℃/分以下，優(yōu)選-40℃/分以下。
本發(fā)明中用的絕熱體，只要是可使水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠與空氣層的界面?zhèn)缺瘸摻缑鎮(zhèn)鹊钠渌鎯?yōu)先冷卻的就可以。例如，可列舉泡沫玻璃，發(fā)泡混凝土，發(fā)泡苯乙烯，發(fā)泡聚氨酯，塑料，金屬，陶瓷，空氣等的氣體等。此外，也可將這些組合使用。
采用本發(fā)明的空孔控制方法形成的縱型空孔的直徑與長(zhǎng)度，可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整冷卻速度、溶液或凝膠加入時(shí)的液厚等而成為任意直徑與長(zhǎng)度。
再者，縱型空孔的直徑?jīng)]有特殊限制，但優(yōu)選10-1000μm左右，以便防止角質(zhì)化細(xì)胞及成腺細(xì)胞的脫落，使角質(zhì)化細(xì)胞、成腺細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞容易進(jìn)入。
這樣獲得的本發(fā)明的海綿狀成型體，在海綿內(nèi)部形成有縱型空孔，由于在其表面存在空孔，是可特別適合作為例如創(chuàng)傷被覆材料、創(chuàng)傷用移植片與培養(yǎng)皮膚基材使用的材料。
以下，按照實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的水溶性高分子材料構(gòu)成的海綿狀成型體及其空孔控制方法，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1(類(lèi)膠原海綿的制造)將1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液(來(lái)自成豬皮)約20g加到大約100×100×20mm的塑料容器中，在氨氣氛下使之凝膠化。把塑料容器嵌入發(fā)泡苯乙烯制絕熱框(尺寸約200×200×70mm，上部開(kāi)有可嵌入上述塑料容器的孔)。將絕熱框放入超低溫致冷器(設(shè)定溫度約-150～-20℃，以下的實(shí)施例2-10及比較例1-2中也相同)中，使凝膠凍結(jié)，進(jìn)行凍結(jié)干燥。對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)，進(jìn)行交聯(lián)，將該海綿進(jìn)行水洗，再進(jìn)行凍結(jié)及凍結(jié)干燥，制得類(lèi)膠原海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡(日本電子公司制，JFC-1500，以下的實(shí)施例2-14及比較例1-2中也同樣)，觀(guān)察制得的類(lèi)膠原海綿的表面與截面。圖7是所得的類(lèi)膠原海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。圖8是所得的類(lèi)膠原海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖8所示，從海綿的表面31到內(nèi)面32的附近形成貫通的縱型空孔33，在表面31均勻地形成200-300μm的空孔30(參照?qǐng)D7)。實(shí)施例2(類(lèi)膠原海綿的制造)將1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液(來(lái)自成豬皮)約20g加到大約100×100×20mm的塑料容器(容器1)中，在氨氣氛下使之凝膠化。如圖2所示，將該塑料容器載到塑料部件(部件7)上，放入超低溫致冷器，使凝膠凍結(jié)，進(jìn)行凍結(jié)干燥，對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián)，將該海綿進(jìn)行水洗，再進(jìn)行凍結(jié)及凍結(jié)干燥，制得類(lèi)膠原海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察制得的類(lèi)膠原海綿的表面與截面。圖9是所得的類(lèi)膠原海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。圖10是所得的類(lèi)膠原海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖10所示，從海綿的表面31到內(nèi)面32的附近形成貫通的縱型空孔33，在表面31均勻地形成數(shù)十微米的空孔30(參照?qǐng)D9)。實(shí)施例3(類(lèi)膠原海綿的制造)將1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液(來(lái)自成豬皮)約20g加到約100×100×20mm的塑料容器(容器1)中，在氨氣氛下使之凝膠化。如圖3所示，將該塑料容器載到倒置的空的塑料容器(容器8)上，放入超低溫致冷器，使凝膠凍結(jié)，進(jìn)行凍結(jié)干燥。對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)，進(jìn)行交聯(lián)，將該海綿進(jìn)行水洗，再進(jìn)行凍結(jié)及凍結(jié)干燥，制得類(lèi)膠原海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察制得的類(lèi)膠原海綿的表面與截面。圖11是所得的類(lèi)膠原海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。圖12是所得的類(lèi)膠原海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖12所示，從海綿的表面31到內(nèi)面32的附近形成貫通的縱型空孔33，在表面31均勻地形成數(shù)十微米的空孔30(參照?qǐng)D11)。實(shí)施例4(殼聚糖溶液的調(diào)制)在約99g超純水中加入約1g殼聚糖(來(lái)自螃蟹殼)，在室溫下輕輕攪拌。邊攪拌邊在其中加入1ml醋酸，在室溫下繼續(xù)攪拌約4小時(shí)，制得殼聚糖溶液。
(殼聚糖/類(lèi)膠原海綿的制造)將上述殼聚糖溶液25g和與實(shí)施例1同樣的1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液75g進(jìn)行混合。將混合物約20g加到約100×100×20mm的塑料容器中，在氨氣氛下使之凝膠化。嵌入與實(shí)施例1同樣的發(fā)泡苯乙烯制的絕熱框中后，將絕熱框放入超低溫致冷器中，使凝膠凍結(jié)，進(jìn)行凍結(jié)干燥。對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián)。浸漬在1mol/L氫氧化鈉水溶液中，將海綿洗凈后，再進(jìn)行凍結(jié)及凍結(jié)干燥，制得殼聚糖/類(lèi)膠原(殼聚糖∶類(lèi)膠原(重量比)＝25∶75)海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察所得殼聚糖/類(lèi)膠原海綿的表面與截面。圖13是所得殼聚糖/類(lèi)膠原海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。圖14是所得殼聚糖/類(lèi)膠原海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖14所示，從海綿的表面31到內(nèi)面32的附近形成貫通的縱型空孔33，在表面31均勻地形成200-300μm的空孔30(參照?qǐng)D13)。實(shí)施例5(殼聚糖溶液的調(diào)制)
與實(shí)施例4同樣地進(jìn)行調(diào)制。
(殼聚糖/類(lèi)膠原海綿的制造)將上述殼聚糖溶液50g和與實(shí)施例1同樣的1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液50g進(jìn)行混合。將混合物約20g加到約100×100×20mm的塑料容器中，嵌入與實(shí)施例1同樣的發(fā)泡苯乙烯制的絕熱框中后，帶絕熱框放入超低溫致冷器中，使溶液凍結(jié)，進(jìn)行凍結(jié)干燥。對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián)。浸漬在1mol/L氫氧化鈉水溶液中，將海綿洗凈后，再進(jìn)行凍結(jié)與凍結(jié)干燥，制得殼聚糖/類(lèi)膠原(殼聚糖∶類(lèi)膠原(重量比)＝50∶50)海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察所得殼聚糖/類(lèi)膠原海綿的表面與截面。圖15是所得殼聚糖/類(lèi)膠原海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。圖16是所得殼聚糖/類(lèi)膠原海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖16所示，從海綿的表面31到內(nèi)面32的附近形成貫通的縱型空孔33，在表面31均勻地形成200-300μm的空孔30(參照?qǐng)D15)。實(shí)施例6(殼聚糖溶液的調(diào)制)與實(shí)施例4同樣地進(jìn)行調(diào)制。
(殼聚糖/類(lèi)膠原海綿的制造)將上述殼聚糖溶液75g和與實(shí)施例1同樣的1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液25g進(jìn)行混合。將混合物約20g加到約100×100×20mm的塑料容器中，嵌入與實(shí)施例1同樣的發(fā)泡苯乙烯制的絕熱框中后，帶絕熱框放入超低溫致冷器中，使溶液凍結(jié)，進(jìn)行凍結(jié)干燥。對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián)。浸漬在1mol/L氫氧化鈉水溶液中，將海綿洗凈后再進(jìn)行凍結(jié)及凍結(jié)干燥，制得殼聚糖/類(lèi)膠原(殼聚糖∶類(lèi)膠原(重量比)＝75∶25)海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察制得的殼聚糖/類(lèi)膠原海綿的表面與截面。圖17是所得殼聚糖/類(lèi)膠原海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。圖18是所得殼聚糖/類(lèi)膠原海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖18所示，從海綿的表面31到內(nèi)面32的附近形成貫通的縱型空孔33，在表面31均勻地形成200-300μm的空孔30(參照?qǐng)D17)。實(shí)施例7(殼聚糖溶液的調(diào)制)在約98g超純水中，加入約2g殼聚糖(來(lái)自螃蟹殼)，在室溫下輕輕攪拌。邊攪拌邊在其中加1ml醋酸，在室溫下繼續(xù)攪拌約4小時(shí)，制得殼聚糖溶液。
(殼聚糖海綿的制作)將上述殼聚糖溶液約20克加到約100×100×20mm的塑料容器中，嵌入與實(shí)施例1同樣的發(fā)泡苯乙烯制的絕熱框中后，帶絕熱框放入超低溫致冷器中，使溶液凍結(jié)，進(jìn)行凍結(jié)干燥。制得的海綿浸漬在1mol/L氫氧化鈉水溶液中，將海綿洗凈后，再進(jìn)行凍結(jié)與凍結(jié)干燥，制得殼聚糖海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察所得殼聚糖海綿的表面與截面。圖19是所得殼聚糖海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。圖20是所得殼聚糖海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖20所示，從海綿的表面31到內(nèi)面32的附近，形成貫通的縱型空孔33，在表面31均勻地形成200-300μm的空孔30(參照?qǐng)D19)。比較例1(類(lèi)膠原海綿的制造)將1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液(來(lái)自成豬皮)約20g加到約100×100×20mm的塑料容器中，在氨氣氛下使之凝膠化。放入超低溫致冷器中，使凝膠凍結(jié)，進(jìn)行凍結(jié)干燥。對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián)。此后將海綿進(jìn)行水洗，再進(jìn)行凍結(jié)與凍結(jié)干燥，制得類(lèi)膠原海綿
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察制得的類(lèi)膠原海綿的表面與截面。圖21是所得的類(lèi)膠原海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。圖22是所得的類(lèi)膠原海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖22所示，從海綿的截面的掃描式電子顯微鏡觀(guān)察可知，在海綿內(nèi)部，在表面31與內(nèi)面32都形成不連通的單獨(dú)空孔34，在表面31觀(guān)察到數(shù)十微米的空孔30(參照?qǐng)D21)。比較例2(殼聚糖溶液的調(diào)制)與實(shí)施例2同樣地進(jìn)行調(diào)制。
(殼聚糖海綿的制造)將上述殼聚糖溶液約20g放入約100×100×20mm的塑料容器中，放入超低溫致冷器使溶液凍結(jié)，進(jìn)行凍結(jié)干燥，將制得的海綿浸漬在1mol/L氫氧化鈉水溶液中，將海綿洗凈后，再進(jìn)行凍結(jié)與凍結(jié)干燥，制得殼聚糖海綿。
(利用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察所得殼聚糖海綿的表面與截面。圖23是所得殼聚糖海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。圖24是所得殼聚糖海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖24所示，從海綿的截面的掃描式電子顯微鏡觀(guān)察看出，在海綿內(nèi)部表面31與內(nèi)面32均形成不連通的單獨(dú)空孔34，另外，雖然圖23示出海綿40的表面，但在海綿40的表面幾乎觀(guān)察不到空孔，而是薄膜狀。試驗(yàn)例1(牛胎血清(FBS)的浸透性評(píng)價(jià))在口徑約5mm的螺紋口瓶中，注放牛胎血清(FBS)直到彎月面上成凸形。
將實(shí)施例1制得的有縱型空孔的類(lèi)膠原海綿、實(shí)施例2制得的有縱型空孔的殼聚糖/類(lèi)膠原(殼聚糖∶類(lèi)膠原(重量比)＝25∶75)海綿與比較例1制得的有單獨(dú)空孔的類(lèi)膠原海綿，分別切成直徑20mm，在內(nèi)面貼附キムワイプ(商品名，クレシア公司制)。
將不貼附キムワイプ的面(表面)作為下，輕輕地分別將上述3種的海綿置于螺紋口瓶的口。使FBS浸透到各海綿中，將各海綿放置后，記錄內(nèi)面所貼附的キムワイプ到潤(rùn)濕的時(shí)間(FBS到達(dá)內(nèi)面的時(shí)間)。將其結(jié)果示于表1。再者，表1中按以下的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)記載了評(píng)價(jià)結(jié)果。
(評(píng)價(jià)基準(zhǔn))◎到達(dá)時(shí)間低于30秒○到達(dá)時(shí)間30秒以上，少于1分鐘?！鞯竭_(dá)時(shí)間1分鐘以上，低于5分鐘，×到達(dá)時(shí)間5分鐘以上，或不到達(dá)。
表1

從表1所示結(jié)果看出，實(shí)施例1與實(shí)施例2的海綿，與比較例1的海綿相比，顯示出極好的FBS浸透性。這是因?yàn)樾纬煽v型空孔的實(shí)施例1與實(shí)施例2的海綿，由于毛細(xì)管現(xiàn)象，F(xiàn)BS早期地吸到海綿內(nèi)面的緣故。而形成單獨(dú)空孔的比較例1的海綿，其空孔壁妨礙FBS的浸透。實(shí)施例8(類(lèi)膠原海綿的制造)將1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液(來(lái)自成豬皮膚)約20g加到約100×100×20mm的容器1a(上部為開(kāi)放態(tài)，側(cè)面由發(fā)泡苯乙烯2a、下面由不銹鋼板50構(gòu)成(參照?qǐng)D5))，在氨氣氛下使之凝膠化。將容器1a嵌入發(fā)泡苯乙烯制的絕熱框2b(尺寸約200×200×70mm，下部開(kāi)有可嵌入前述容器1a的孔(參照?qǐng)D6))中，將開(kāi)放部分蓋住，帶絕熱框2b放入超低溫致冷器中使凝膠凍結(jié)，進(jìn)行凍結(jié)干燥。對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián)，水洗海綿，再進(jìn)行凍結(jié)與凍結(jié)干燥，制得類(lèi)膠原海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察所得類(lèi)膠原海綿的表面與截面。實(shí)施例9(類(lèi)膠原海綿的制造)將1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液(來(lái)自成豬皮膚)約20g加到約100×100×20mm的容器1a(上部開(kāi)放，側(cè)面由發(fā)泡苯乙烯2a構(gòu)成，下面由厚約0.4mm的塑料板50構(gòu)成(參照?qǐng)D5))中，在氨氣氛下使之膠凝化。將容器1a嵌入發(fā)泡苯乙烯制絕熱框2b(大小約200×200×70mm，下面開(kāi)有可嵌入前述容器1a的孔(參見(jiàn)圖6))，將開(kāi)放部分蓋住，帶絕熱框2b放入超低溫致冷器中使凝膠凍結(jié)，進(jìn)行凍結(jié)干燥。對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián)，水洗海綿，再進(jìn)行凍結(jié)與凍結(jié)干燥，制得類(lèi)膠原海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察所得類(lèi)膠原海綿的表面與截面。實(shí)施例10(類(lèi)膠原海綿的制造)將1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液(來(lái)自成豬皮膚)約20g，加到約100×100×20mm的塑料容器中，在氨氣氛下凝膠化。使保持在約-50℃的金屬片與凝膠的界面接觸(金屬片的接觸面約95×95mm)后將凝膠凍結(jié)，然后進(jìn)行凍結(jié)干燥。對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián)。將海綿水洗，再進(jìn)行凍結(jié)與凍結(jié)干燥，制得類(lèi)膠原海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察所得類(lèi)膠原海綿的表面與截面。實(shí)施例11(類(lèi)膠原海綿的制造)將1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液(來(lái)自成豬皮膚)約20g加到約100×100×20mm的塑料容器中，在氨氣氛下凝膠化。將塑料容器嵌入發(fā)泡苯乙烯制的絕熱框(尺寸約200×200×70mm，上部開(kāi)有可嵌入上述塑料容器的孔)中，帶絕熱框放入超低溫致冷器(設(shè)定溫度-60℃)中，使凝膠凍結(jié)。圖25的曲線(xiàn)示出此時(shí)凝膠的溫度變化。凝膠的冷卻速度是-0.0～-0.9℃/分。進(jìn)行凍結(jié)干燥，對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián)。水洗該海綿，再進(jìn)行凍結(jié)與凍結(jié)干燥，制得類(lèi)膠原海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察制得的類(lèi)膠原海綿的表面與截面。圖26是所得類(lèi)膠原海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)，圖27是所得類(lèi)膠原海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖27所示，從海綿的表面31到內(nèi)面32的附近形成貫通的縱型空孔33，在表面31均勻形成10～800μm的空孔30(參照?qǐng)D26)。實(shí)施例12(類(lèi)膠原海綿的制造)將1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液(來(lái)自成豬皮膚)約20g，加到約100×100×20mm的塑料容器中，在氨氣氛下凝膠化。將塑料容器嵌入發(fā)泡苯乙烯制的絕熱框(尺寸約200×200×70mm，上部開(kāi)有可嵌入上述塑料容器的孔)中，帶絕緣框放入超低溫致冷器(設(shè)定溫度-80℃)，使凝膠凍結(jié)。圖28的曲線(xiàn)示出此時(shí)凝膠的溫度變化。凝膠的冷卻速度是-0.6～-4.2℃/分。進(jìn)行凍結(jié)干燥，對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián)。水洗該海綿，再進(jìn)行凍結(jié)與凍結(jié)干燥，制得類(lèi)膠原海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察制得的類(lèi)膠原海綿的表面與截面。圖29是所得類(lèi)膠原海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)，圖30是所得類(lèi)膠原海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖30所示，從海綿的表面31到內(nèi)面32的附近形成貫通的縱型空孔33，在表面31均勻地形成10～200μm的空孔30(參照?qǐng)D29)。實(shí)施例13(類(lèi)膠原海綿的制備)將1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液(來(lái)自成豬皮膚)約20g加到約100×100×20mm的塑料容器中，在氨氣氛下凝膠化。將塑料容器嵌入發(fā)泡苯乙烯制的絕熱框(尺寸約200×200×70mm，上部開(kāi)有可嵌入上述塑料容器的孔)中，用發(fā)泡苯乙烯板(厚10mm)封住開(kāi)口部分入口。在該發(fā)泡苯乙烯板上注入液氮(約-200℃)，在該液氮冷卻的氣氛下使凝膠凍結(jié)。圖31的曲線(xiàn)示出此時(shí)凝膠的溫度變化。凝膠的冷卻速度是-0.0～-31℃/分。進(jìn)行凍結(jié)干燥，對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián)。水洗該海綿，再進(jìn)行凍結(jié)與凍結(jié)干燥，制得類(lèi)膠原海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察制得的類(lèi)膠原海綿的表面與截面。圖32是所得類(lèi)膠原海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)，圖33是所得類(lèi)膠原海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖33所示，從海綿的表面31到內(nèi)面32的附近形成貫通的縱型空孔33，在表面31均勻地形成數(shù)十微米的空孔30(參照?qǐng)D32)。實(shí)施例14(類(lèi)膠原海綿的制造)將1.0％類(lèi)膠原/檸檬酸水溶液(來(lái)自成豬皮膚)約20g加到約100×100×20mm的塑料容器中，在氨氣氛下膠凝化，將塑料容器嵌入發(fā)泡苯乙烯制的絕熱框(尺寸約200×200×70mm，上部開(kāi)有可嵌入上述塑料容器的孔)中，帶絕熱框放入凍結(jié)干燥機(jī)(棚溫度保持在-50℃)，使凝膠凍結(jié)。圖34的曲線(xiàn)示出此時(shí)凝膠的溫度變化。凝膠的冷卻速度是-0.2～-3.2℃/分。進(jìn)行凍結(jié)干燥，對(duì)制得的海綿照射紫外線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián)。水洗該海綿，再進(jìn)行凍結(jié)與凍結(jié)干燥，制得類(lèi)膠原海綿(本發(fā)明的海綿狀成型體)。
(用掃描式電子顯微鏡的觀(guān)察)用掃描式電子顯微鏡觀(guān)察制得的類(lèi)膠原海綿的表面與截面。圖35是所得類(lèi)膠原海綿的表面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)，圖36是所得類(lèi)膠原海綿的截面的掃描式電子顯微鏡照片(35倍)。
如圖36所示，從海綿的表面31到內(nèi)面32的附近形成貫通的縱型空孔33，在表面31均勻地形成10～1000μm的空孔30(參照?qǐng)D35)。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性按照本發(fā)明的空孔控制方法，可簡(jiǎn)便地制造有多個(gè)縱型空孔(與海綿狀成型體的厚度方向平行的方向的空孔)、且一個(gè)表面形成有一定大小的空孔、根據(jù)需要也可在與該表面相對(duì)的面幾乎不形成空孔而實(shí)質(zhì)上封閉的海綿狀成型體。該海綿狀成型體極適用于創(chuàng)傷被覆材料、創(chuàng)傷用移植片(尤其是真皮缺損移植片)及培養(yǎng)皮膚基材。
權(quán)利要求
1.一種空孔控制方法，是水溶性高分子材料構(gòu)成的海綿狀成型體的空孔控制方法，其特征在于，該方法包括以下工序(a)預(yù)凍結(jié)工序，其中，通過(guò)冷卻水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠與空氣層的界面?zhèn)?，在該溶液或凝膠的內(nèi)部，產(chǎn)生與厚度方向平行的溫度梯度，預(yù)凍結(jié)該溶液或凝膠，和(b)凍結(jié)干燥工序，其中，將預(yù)凍結(jié)工序(a)中預(yù)凍結(jié)的水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠進(jìn)行凍結(jié)干燥。
2.一種空孔控制方法，是水溶性高分子材料構(gòu)成的海綿狀成型體的空孔控制方法，其特征在于，該方法包括以下工序(a)預(yù)凍結(jié)工序，其中，通過(guò)冷卻水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠與空氣層的界面?zhèn)龋瘸摻缑鎮(zhèn)鹊钠渌鎯?yōu)先進(jìn)行冷卻的方法，在該溶液或凝膠的內(nèi)部，產(chǎn)生與厚度方向平行的溫度梯度，使該溶液或凝膠進(jìn)行預(yù)凍結(jié)，和(b)凍結(jié)干燥工序，其中，將預(yù)凍結(jié)工序(a)中預(yù)凍結(jié)的水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠進(jìn)行凍結(jié)干燥。
3.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的空孔控制方法，其特征是，在用絕熱體被覆水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠的除界面?zhèn)韧獾钠渌娴臓顟B(tài)下，進(jìn)行預(yù)凍結(jié)工序(a)。
4.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的空孔控制方法，其特征是，冷卻所設(shè)的金屬片，進(jìn)行預(yù)凍結(jié)工序(a)，使該金屬片直接或間接地接觸水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠的界面。
5.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的空孔控制方法，其特征是，使預(yù)先冷卻的金屬片直接地或間接地與水溶性高分子材料的溶液或水溶性高分子材料的凝膠的界面接觸，進(jìn)行預(yù)凍結(jié)工序(a)。
6.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的空孔控制方法，其特征在于，水溶性高分子材料是從聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、水溶性纖維素衍生物、膠原、類(lèi)膠原、透明質(zhì)酸、明膠、甲殼質(zhì)與殼聚糖中選出的至少1種。
7.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的空孔控制方法，其特征在于，水溶性高分子材料是從膠原、類(lèi)膠原、透明質(zhì)酸、明膠、甲殼質(zhì)與殼聚糖中選出的至少1種的來(lái)自生物體的材料。
8.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的空孔控制方法，其特征在于，水溶性高分子材料是類(lèi)膠原和/或殼聚糖。
9.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的空孔控制方法，其特征在于，海綿狀成型體是創(chuàng)傷被覆材料或創(chuàng)傷用移植片。
10.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的空孔控制方法，其特征在于海綿狀成型體是培養(yǎng)皮膚基材。
11.用權(quán)利要求1所述的空孔控制方法制造的海綿狀成型體，其特片在于，在與其厚度方向平行的方向有多個(gè)縱型空孔，該多個(gè)縱型空孔在作為界面的面和/或與該作為界面的面相對(duì)的面作為空孔而開(kāi)放。
12.權(quán)利要求11所述的海綿狀成型體，其特征在于，是創(chuàng)傷被覆材料或創(chuàng)傷用移植片。
13.權(quán)利要求11所述的海綿狀成型體，其特征在于，是培養(yǎng)皮膚基材。
14.用權(quán)利要求2所述的空孔控制方法制造的海綿狀成型體，其特征在于，在與其厚度方向平行的方向有多個(gè)縱型空孔，該多個(gè)縱型空孔在作為界面的面和/或與該作為界面的面相對(duì)的面作為空孔而開(kāi)放。
15.權(quán)利要求14所述的海綿狀成型體，其特征在于，是創(chuàng)傷被覆材料或創(chuàng)傷用移植片。
16.權(quán)利要求14所述的海綿狀成型體，其特征在于，是培養(yǎng)皮膚基材。
全文摘要
公開(kāi)了一種水溶性高分子材料構(gòu)成的海綿狀成型體的空孔控制方法，該方法包括以下工序通過(guò)冷卻水溶性高分子材料的溶液或凝膠與空氣層的界面?zhèn)龋谠撊芤夯蚰z的內(nèi)部產(chǎn)生與厚度方向平行的溫度梯度，使該溶液或凝膠預(yù)凍結(jié)的預(yù)凍結(jié)工序，和將預(yù)凍結(jié)工序中預(yù)凍結(jié)的水溶性高分子材料的溶液或凝膠進(jìn)行凍結(jié)干燥的工序。采用該空孔控制方法，可簡(jiǎn)便地制造具有有助于海綿內(nèi)部與外部物理連通的空孔的海綿狀成型體。
文檔編號(hào)A61L27/60GK1411488SQ01806024
公開(kāi)日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2001年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月3日
發(fā)明者杉江稔正, 柳川博昭, 馬場(chǎng)裕二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社美你康