纤维形成用组合物及使用该纤维的生物相容性材料技术领域
本发明涉及含有高分子化合物、交联剂、酸化合物及溶剂的纤
维形成用组合物、将该组合物进行纺丝(优选进一步进行加热)而
得到的耐有机溶剂性优异的纤维、及包含该纤维的生物相容性材料
(biocompatiblematerial)，所述高分子化合物包含在侧链上具有羟
基的特定的单元结构。
背景技术
近年来，具有纳米量级的直径的超细纤维受到关注，期待将其
灵活利用于电池·信息、环境·能源、医疗(例如，生物相容性材
料等)·福利保障等各种领域中。
作为形成上述超细纤维的原材料，正在研究尼龙等有机高分子，
TiO2、SiO2等无机物质，纤维素、胶原蛋白等生物来源的高分子等
种类广泛的原材料。
作为将具有纳米量级的直径的超细纤维进行纺丝的技术，已知
有熔喷法、复合熔融纺丝法、静电纺丝法(electrospinningmethod)
等，尤其是静电纺丝法作为能够将此前无法处理的原材料制成纤维
的方法而受到关注。例如，除了上述的纤维素、胶原蛋白等生物来
源的高分子以外，聚乳酸等医用高分子、聚乙烯醇等水溶性高分子
也已被大量研究(专利文献1～8、非专利文献1)。
另一方面，对于细胞培养支架材料(cellculturescaffoldmaterial)
等生物相容性材料而言，近年来，由于安全性的问题而存在避免使
用生物来源的原材料(尤其是来源于牛的明胶等)的倾向，要求使
用非生物来源的原材料(例如，合成聚合物等)来制造。
此外，细胞培养支架材料等生物相容性材料需要使用乙醇等有
机溶剂以进行灭菌处理。因此，将上述超细纤维适用于生物相容性
材料时，还需要对有机溶剂具有耐性。在上述专利文献及非专利文
献中，作为提高纤维的耐久性的手段，采用了利用交联剂使聚合物
彼此交联的方法等，但若聚合物的种类不同则交联条件不同，也有
时需要进行UV照射、氯化氢气体处理等繁杂的处理(例如，专利
文献3、7及非专利文献1)。因此，要求开发出仅通过简易的处理
(例如，仅通过加热处理，优选仅通过短时间的低温加热处理)即
可制造具有耐有机溶剂性的纤维的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：US2002/0192468A1
专利文献2：CN101718004A
专利文献3：日本特开2013-49927号公报
专利文献4：日本特表2008-514341号公报
专利文献5：WO2007/102606A1
专利文献6：日本特开2009-100号公报
专利文献7：US2011/0275154A1
专利文献8：日本特开2012-67432号公报
非专利文献
非专利文献1：MacromolecularResearch(2010),18(2),137-143
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供：用于制造可简便地制造且具有耐有机
溶剂性的纤维的纤维形成用组合物、将该组合物进行纺丝而得到的
纤维、及包含该纤维的生物相容性材料。
用于解决课题的手段
本申请的发明人进行了锐意研究，结果发现，将含有包含在侧
链上具有羟基的特定单元结构的高分子化合物、交联剂、酸化合物
及溶剂的纤维形成用组合物进行纺丝而制造的纤维具有充分的耐有
机溶剂性，并且进一步具有优异的生物相容性(作为一个具体例子，
具有作为细胞培养支架的功能)，因此作为生物相容性材料是有用
的，从而完成了本发明。
本发明中，由于将包含在侧链上具有羟基的特定单元结构的高
分子化合物与交联剂及酸化合物一起进行纺丝，所以羟基彼此介由
交联剂而进行交联反应，由此使得高分子化合物彼此交联，结果形
成为具有耐有机溶剂性的纤维。
本申请的发明人还发现，通过实施加热处理，将本发明的纤维
形成用组合物进行纺丝而制造的纤维呈现出更优异的耐有机溶剂
性。
即，本发明如下所述。
[1]纤维形成用组合物，所述组合物含有：
(A)包含通式(1)表示的单元结构的高分子化合物，
(B)交联剂，
(C)酸化合物，及
(D)溶剂。
〔式(1)中，
R1表示氢原子或甲基，
Q1表示酯键或酰胺键，
R2表示至少1个氢原子被羟基取代的碳原子数为1～10的烷基或
碳原子数为6～10的芳香族烃基。〕
[2]如上述[1]所述的组合物，其中，所述高分子化合物的重均分
子量为1,000～1,000,000。
[3]如上述[1]或[2]所述的组合物，其中，所述溶剂为极性溶剂。
[4]纤维的制造方法，所述方法包括将上述[1]～[3]中任一项所述
的组合物进行纺丝的工序。
[5]如上述[4]所述的方法，其中，所述纺丝为静电纺丝。
[6]如上述[4]或[5]所述的方法，其中，包括在70～300℃的范围
内对经纺丝而得的纤维进行加热的工序。
[7]纤维，其是利用上述[4]～[6]中任一项所述的方法制造的。
[8]生物相容性材料，包含上述[7]所述的纤维。
[9]纤维，所述纤维含有：
(A)包含通式(1)表示的单元结构的高分子化合物，
(B)交联剂，及
(C)酸化合物。
〔式(1)中，
R1表示氢原子或甲基，
Q1表示酯键或酰胺键，
R2表示至少1个氢原子被羟基取代的碳原子数为1～10的烷基或
碳原子数为6～10的芳香族烃基。〕
发明的效果
根据本发明，能够提供用于制造可简便地制造且具有耐有机溶
剂性的纤维的纤维形成用组合物、将该组合物进行纺丝而得到的纤
维、及包含该纤维的生物相容性材料。
并且，本发明的纤维形成用组合物即使在于室温保存1周以上
之后进行纺丝的情况下，也能得到具有耐有机溶剂性的纤维。因此，
根据本发明，还可以提供室温保存稳定性优异的纤维形成用组合物。
进而，可以提供用于制造具有作为细胞培养支架的充分的功能
的纤维的纤维形成用组合物、将该组合物进行纺丝而得到的纤维、
及包含该纤维的生物相容性材料。
附图说明
图1是将由实施例1的纤维形成用组合物得到的纤维于110℃
加热处理24小时后的SEM照片。
图2是将由实施例1的纤维形成用组合物得到的纤维于110℃
加热处理24小时并在丙酮中浸渍后的SEM照片。
图3是将由实施例2的纤维形成用组合物得到的纤维于180℃
加热处理10分钟后的SEM照片。
图4是将由实施例2的纤维形成用组合物得到的纤维于180℃
加热处理10分钟并在丙酮中浸渍后的SEM照片。
图5是将由实施例3的纤维形成用组合物得到的纤维于180℃
加热处理30分钟并在丙酮中浸渍后的SEM照片。
图6是将由实施例4的纤维形成用组合物得到的纤维于180℃
加热处理30分钟后的SEM照片。
图7是将由实施例4的纤维形成用组合物得到的纤维于180℃
加热处理30分钟并在丙酮中浸渍后的SEM照片。
图8是将由实施例5的纤维形成用组合物得到的纤维于110℃
加热处理10分钟并在丙酮中浸渍后的SEM照片。
图9是将由比较例1的纤维形成用组合物得到的纤维于180℃
加热处理10分钟后的SEM照片。
图10是将由比较例1的纤维形成用组合物得到的纤维于180℃
加热处理10分钟并在丙酮中浸渍后的SEM照片。
图11是将由比较例2的纤维形成用组合物得到的纤维于180℃
加热处理10分钟后的SEM照片。
图12是将由比较例3的纤维形成用组合物得到的纤维于180℃
加热处理10分钟后的SEM照片。
具体实施方式
1.纤维形成用组合物
本发明的纤维形成用组合物(下文中亦称为“本发明的组合物”)
的主要特征在于，含有(A)包含通式(1)表示的单元结构的高分
子化合物、(B)交联剂、(C)酸化合物、及(D)溶剂。
[成分A]
本发明的组合物中，作为成分A，含有包含通式(1)表示的单
元结构的高分子化合物(下文中亦称为“成分A的高分子化合物”
或简称为“成分A”)。由于成分A中所包含的通式(1)表示的单
元结构在侧链上具有羟基，因此，通过将成分A与交联剂及酸化合
物一起进行纺丝，羟基彼此介由交联剂而进行交联反应，由此使得
高分子化合物彼此交联，可得到具有耐有机溶剂性的纤维。此外，
使用成分A的高分子化合物时，与羟基直接连接在主链上的聚乙烯
醇等相比，高分子化合物的制造容易进行。
〔式(1)中，
R1表示氢原子或甲基，
Q1表示酯键或酰胺键，
R2表示至少1个氢原子被羟基取代的碳原子数为1～10的烷基或
碳原子数为6～10的芳香族烃基。〕
以下详细说明通式(1)中的各基团的定义。
R1表示氢原子或甲基。
Q1表示酯键或酰胺键，从成分A的高分子化合物在溶剂中的溶
解性的观点考虑，优选酯键。
R2表示至少1个氢原子被羟基取代的碳原子数为1～10的烷基或
碳原子数为6～10的芳香族烃基。该碳原子数为1～10的烷基可以是
直链状或支链状中的任一种，作为其具体例，可举出甲基、乙基、
丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、
新戊基、叔戊基、1-乙基丙基、己基、异己基、1,1-二甲基丁基、2,2-
二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、己基、戊基、辛基、壬
基、癸基等。该烷基的碳原子数优选为1～6，更优选为1～4。
此外，作为R2中的碳原子数为6～10的芳香族烃基，例如可举
出苯基、1-萘基、2-萘基等。
从纤维形成时的交联反应效率、所制造的纤维的生物相容性的
观点考虑，R2优选为至少1个氢原子被羟基取代的碳原子数为1～10
(更优选为1～6，特别优选为1～4)的烷基或至少1个氢原子被羟基
取代的苯基。
对于通式(1)表示的单元结构而言，R1为氢原子或甲基、Q1
为酯键、R2为至少1个氢原子被羟基取代的碳原子数为1～10(更优
选为1～6，特别优选为1～4)的烷基是优选的。
通式(1)表示的单元结构优选为通式(2)表示的单元结构。
〔式(2)中，R3与上述R1的含义相同，R4与上述R2的含义相
同。〕
成分A的高分子化合物可以单独含有1种通式(1)表示的单元
结构，也可以含有2种以上。
只要不明显损害本发明的目的，则成分A的高分子化合物还可
以含有通式(1)表示的单元结构以外的单元结构，从纤维形成时的
交联反应效率、所制造的纤维的生物相容性的观点考虑，成分A的
高分子化合物中的通式(1)表示的单元结构相对于全部单元结构的
含有比例优选为20摩尔％以上，更优选为40摩尔％以上。
从使用了上述组合物的纤维的耐有机溶剂性的观点考虑，成分A
的重均分子量优选为1,000～1,000,000的范围，更优选为
5,000～500,000的范围,特别优选为10,000～200,000的范围。本发明
中，所谓“重均分子量”，是指利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定
的换算为聚苯乙烯的分子量。
成分A可以单独使用，也可以并用2种以上。
成分A可以通过本身已知的方法或以其为基准的方法来制造。
例如，可以通过在适当的溶剂(例如，2-丁酮等)中使用适当的聚合
引发剂(例如，2,2’-偶氮双(异丁酸)二甲酯等)将与单元结构相
对应的单体聚合等进行制造，但并不限定于此。也可以使用市售品。
作为与通式(1)表示的单元结构相对应的单体，可举出(甲基)
丙烯酸-2-羟基乙酯(例如，CAS号：868-77-9的化合物)、(甲基)
丙烯酸-2-羟基丙酯(例如，CAS号：923-26-2的化合物)、(甲基)
丙烯酸-4-羟基丁酯(例如，CAS号：2478-10-6的化合物)、N-羟甲
基(甲基)丙烯酰胺(例如，CAS号：923-02-4的化合物)、N-(2-
羟乙基)(甲基)丙烯酰胺(例如，CAS号：5238-56-2的化合物)、
N-(2-羟丙基)(甲基)丙烯酰胺(例如，CAS号：26099-09-2的
化合物)、对羟基(甲基)丙烯酰苯胺(p-hydroxy(meth)acrylicanilide)
(例如，CAS号：19243-95-9的化合物)等，优选为(甲基)丙烯
酸-2-羟基乙酯或(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯，最优选为(甲基)丙
烯酸-2-羟基丙酯。
需要说明的是，本发明中，所谓(甲基)丙烯酸酯化合物，是
指丙烯酸酯化合物和甲基丙烯酸酯化合物两者。例如，(甲基)丙
烯酸是指丙烯酸和甲基丙烯酸两者。
关于本发明的组合物中的成分A的含有比例，从制造粗细适当
的纤维、本发明组合物的保存稳定性的观点考虑，该比例优选为5～50
重量％，更优选为10～40重量％，特别优选为14～35重量％。
[成分B]
本发明的组合物含有作为成分B的交联剂(下文中亦称为“成
分B的交联剂”或简称为“成分B”)。对于成分B而言，通过与
后述的成分C并用，使得成分A的羟基彼此介由成分B自身而进行
交联，由此可对纤维赋予耐有机溶剂性。
作为成分B的交联剂，例如可举出1,3,4,6-四(甲氧基甲基)甘
脲、1,3,4,6-四(丁氧基甲基)甘脲等氨基塑料(aminoplast)交联剂；
2,2-双(4-羟基-3,5-二羟甲基苯基)丙烷等酚醛塑料(phenoplast)交
联剂；1,6-己二异氰酸酯等异氰酸酯交联剂；1,4-双(乙烯氧基)丁
烷等乙烯基醚交联剂；等。
成分B优选为氨基塑料(aminoplast)交联剂，优选为1,3,4,6-
四(羟甲基)甘脲(CAS号：5395-50-6)、1,3,4,6-四(甲氧基甲基)
甘脲(CAS号：17464-88-9)、1,3,4,6-四(乙氧基甲基)甘脲(CAS
号：65952-06-9)、1,3,4,6-四(1-甲基乙氧基)甘脲(CAS号：
508220-69-7)、1,3,4,6-四(1,1-二甲基乙氧基)甘脲(CAS号：
547744-08-1)或1,3,4,6-四(丁氧基甲基)甘脲(CAS号：15968-37-3)，
更优选为1,3,4,6-四(甲氧基甲基)甘脲。
成分B可以单独使用，也可以并用2种以上。
成分B的交联剂可以通过本身已知的方法或以其为基准的方法
来制造。此外，也可以使用市售品。
从与成分A的反应效率的观点考虑，本发明的组合物中的成分
B的含有比例优选为0.1～5重量％，更优选为0.5～3重量％，特别优
选为0.7～2重量％。
从制造纤维时的反应效率的观点考虑，本发明的组合物中含有
的成分A和成分B的重量比(成分A的重量/成分B的重量)优选
为5～65，更优选为15～25。
[成分C]
本发明的组合物含有作为成分C的酸化合物(下文中亦称为“成
分C的酸化合物”或简称为“成分C”)。该酸化合物也可以为盐
的形态，即，本发明中记为“酸化合物”的术语是也包含盐的概念。
对于成分C而言，通过与成分B并用，从而在成分A的羟基彼此介
由成分B而进行交联反应时，可以促进该交联反应。
作为成分C的酸化合物，例如可举出磺酸化合物、羧酸化合物
等有机酸化合物；盐酸、磷酸、硫酸、硝酸、氢溴酸等无机酸化合
物等。
成分C优选为有机酸化合物，更优选为磺酸化合物。作为磺酸
化合物，例如可举出对甲苯磺酸、对甲苯磺酸吡啶鎓(pyridinium
p-toluenesulfonate)、三氟甲磺酸等，优选为对甲苯磺酸或对甲苯磺
酸吡啶鎓。
成分C可以单独使用，也可以并用2种以上。
成分C的酸化合物可以通过本身已知的方法或以其为基准的方
法来制造。此外，也可以使用市售品。
从交联反应速度、交联反应效率的观点考虑，本发明的组合物
中的成分C的含有比例优选为0.01～1.0重量％，更优选为0.05～0.5
重量％，特别优选为0.1～0.3重量％。
从交联反应速度、交联反应效率的观点考虑，本发明的组合物
中含有的成分A和成分C的重量比(成分A的重量/成分C的重量)
优选为20～120，更优选为80～110。
[成分D]
本发明的组合物含有作为成分D的溶剂(下文中亦称为“成分
D的溶剂”或简称为“成分D”)。
成分D的溶剂只要能至少将上述成分A～C均匀地溶解或分散、
且不与各成分反应即可，不受特别限制，但从成分A～C的溶解性的
观点考虑，优选为极性溶剂。
作为该极性溶剂，例如可举出水、甲醇、乙醇、2-丙醇、丙二醇
单甲基醚、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮
等，为了实现组合物的纺丝容易性，优选丙酮与二甲基乙酰胺的混
合溶剂，其优选的混合比率(重量％)为：丙酮/二甲基乙酰胺＝(90
重量％～60重量％)/(10重量％～40重量％)。
成分D可以单独使用，也可以并用2种以上。
从本发明的组合物的浓度、本发明的组合物的保存稳定性的观
点考虑，本发明的组合物中的成分D的含有比例优选为50～95重量
％，更优选为55～90重量％，特别优选为60～85重量％。
只要不明显损害本发明的目的，则本发明的组合物除了含有成
分A～D以外，还可以根据需要含有通常用于纤维形成用组合物中的
添加剂。作为所述添加剂，例如可举出表面活性剂、流变调节剂、
药剂、微粒等。
本发明的组合物可通过将上述成分A～D、或将成分A～D及上述
添加剂混合而制备。混合方法不受特别限制，可通过本身已知的方
法或基于其的方法进行混合。
本发明的组合物可用于纤维形成。使用本发明的组合物形成的
纤维的种类不受特别限制，例如，用于生物相容性材料等时，优选
纳米纤维、超细纤维(microfiber)等，更优选纳米纤维。本发明中，
所谓“纳米纤维”，是指具有纳米量级(例如，1～1000nm)的直径
的纤维，此外，所谓“超细纤维”，是指具有微米量级(例如，1～1000
μm)的直径的纤维。
可根据纤维的用途等对使用本发明的组合物形成的纤维的直径
进行适当的调整，但从本发明的组合物的浓度、及纺丝的容易程度
的观点考虑，优选为1～1000nm，更优选为10～1000nm。本发明中，
纤维的直径利用扫描电子显微镜(SEM)进行测定。
2.纤维的制造方法
本发明的纤维的制造方法(下文中亦称为“本发明的方法”)
的主要特征在于，包括将本发明的组合物进行纺丝的工序。
本发明的组合物的纺丝方法只要能够形成纤维即可，不受特别
限制，例如，可举出熔喷法、复合熔融纺丝法、静电纺丝法等，从
纤维形成能力的观点考虑，优选静电纺丝法。
静电纺丝法是已知的纺丝方法，可使用已知的静电纺丝装置进
行。下述各种条件可根据欲制造的纤维的直径等进行适宜设定：将
本发明的组合物从喷嘴(例如，喷针(needle)等)的前端喷出的速
度(喷出速度)；施加电压；从将本发明的组合物喷出的喷嘴的前
端到接受本发明的组合物的基板之间的距离(喷出距离)等。喷出
速度通常为0.1～100μl/min，优选为0.5～50μl/min，更优选为1～20
μl/min。施加电压通常为0.5～80kV，优选为1～60kV，更优选为3～40
kV。喷出距离通常为1～60cm，优选为2～40cm，更优选为3～30cm。
对于本发明的方法而言，优选地，在将本发明的组合物进行纺
丝之后，进一步包括以特定的温度对该经纺丝而得的纤维进行加热
的工序。通过以特定的温度对经纺丝而得的纤维进行加热，能够使
其呈现出更优异的耐有机溶剂性。
对经纺丝而得的纤维进行加热的温度通常为70～300℃的范围，
从成分B的交联剂的反应性、及成分A的高分子化合物的耐热性的
观点考虑，优选为80～250℃，更优选为90～200℃。该温度低于70℃
时，成分A彼此的交联反应不充分，存在所制造的纤维的耐有机溶
剂性变低的倾向；该温度高于300℃时，成分A的高分子化合物自
身发生热致分解或溶解等，无法形成纤维。
关于对经纺丝而得的纤维的加热方法，只要能以上述的加热温
度进行加热即可，不受特别限制，可以通过本身已知的方法或基于
其的方法适宜加热。作为该加热方法的具体例，可举出在大气下使
用加热板或烘箱等的方法等。
对经纺丝而得的纤维进行加热的时间可根据加热温度等进行适
宜设定，但从交联反应速度、生产效率的观点考虑，优选为1分钟
～48小时，更优选为5分钟～36小时，特别优选为10分钟～24小时。
通过本发明的方法制造的纤维(下文中亦称为“本发明的纤维”)
的种类不受特别限制，例如，用于生物相容性材料等时，优选纳米
纤维、超细纤维等，更优选纳米纤维。
本发明的纤维含有(A)包含通式(1)表示的单元结构的高分
子化合物、(B)交联剂及(C)酸化合物。本发明的纤维中含有的
成分A～C均与针对本发明的组合物说明过的物质相同，其优选的实
施方式也相同。
本发明的纤维的直径可根据纤维的用途等进行适宜调整，例如，
作为细胞培养支架材料使用时，从细胞培养效率的观点考虑，优选
为1～1000nm，更优选为10～1000nm。
本发明的纤维的长度优选相对于上述纤维的直径为1000倍以
上。
纤维的总重量为例如10μg/cm2以上。
本发明的纤维的用途不受特别限制，如后述的实施例所示，本
发明的纤维具有优异的耐有机溶剂性，所以适合于生物相容性材料。
此外，由于本发明的纤维具有充分的作为细胞培养支架的功能，所
以适合于细胞培养支架材料。
3.生物相容性材料
本发明的生物相容性材料的主要特征在于包含本发明的纤维。
本发明中，所谓“生物相容性材料”，是指不给机体带来不良影响、
可作为医用材料、化妆用材料等使用的材料。
本发明的生物相容性材料的种类不受特别限制，例如，可举出
细胞培养支架材料、创伤被覆材料、面罩(美容用、卫生管理用)
等。其中，由于本发明的纤维具有充分的作为细胞培养支架的功能，
所以细胞培养支架材料是优选的。
对于本发明的生物相容性材料而言，可以使用本发明的纤维作
为一种原材料，通过本身已知的方法或以基于其的方法进行制造。
实施例
以下，说明本发明涉及的具体例，但本发明不受其任何限定。
[高分子化合物1～3的重均分子量的测定]
下述高分子化合物1～3的重均分子量利用凝胶渗透色谱法
(GPC)进行测定。测定中使用的装置、测定条件如下所述。
装置：TOSOHHLC-8320GPC系统
色谱柱：Shodex(注册商标)KF-803L、KF-802及KF-801
柱温：40℃
洗脱液：DMF
流速：0.6ml/分钟
检测器：RI
标准样品：聚苯乙烯
＜高分子化合物1～3的合成＞
(高分子化合物1)
将50.0g甲基丙烯酸-2-羟基丙酯(东京化成工业株式会社制)、
及3.0g的2,2’-偶氮双(异丁酸)二甲酯(和光纯药工业株式会社制)
溶解在123.7g的2-丁酮中，在氮气氛下滴加至88.4g经加热回流的
2-丁酮中。滴加结束后，在保持加热回流的同时反应17小时。然后，
将该反应混合液浓缩至100ml左右的量，添加乙醚从而使聚合物析
出。过滤得到聚合物后，在减压下进行干燥，由此得到47.3g高分
子化合物1。重均分子量以聚苯乙烯换算计为11,800。
(高分子化合物2)
将50.0g甲基丙烯酸-2-羟基丙酯(东京化成工业株式会社制)、
及0.5g的2,2’-偶氮双(异丁酸)二甲酯(和光纯药工业株式会社制)
溶解在117.8g的2-丁酮中，在氮气氛下滴加至84.2g经加热回流的
2-丁酮中。滴加结束后，在保持加热回流的同时反应17小时。然后，
将该反应混合液浓缩至100ml左右的量，添加乙醚从而使聚合物析
出。过滤得到聚合物后，在减压下进行干燥，由此得到48.8g高分
子化合物2。重均分子量以聚苯乙烯换算计为35,600。
(高分子化合物3)
将50.0g甲基丙烯酸-2-羟基丙酯(东京化成工业株式会社制)、
及0.05g的2,2’-偶氮双(异丁酸)二甲酯(和光纯药工业株式会社
制)溶解在116.8g的2-丁酮中，在氮气氛下滴加至83.4g经加热回
流的2-丁酮中。滴加结束后，在保持加热回流的同时反应17小时。
然后，将该反应混合液浓缩至150ml左右的量，添加乙醚从而使聚
合物析出。过滤得到聚合物后，在减压下进行干燥，由此得到31.6g
高分子化合物3。重均分子量以聚苯乙烯换算计为153,000。
＜纤维形成用组合物(溶液)的制备＞
(实施例1)
将10.80g高分子化合物、0.04g的1,3,4,6-四(甲氧基甲基)甘
脲、0.008g对甲苯磺酸、0.360g二甲基乙酰胺、及1.08g丙酮混合
后，使用混合转子(mixrotor)VMR-5(ASONECorporation制)以
100rpm搅拌至溶解，得到实施例1的纤维形成用组合物。实施例1
的纤维形成用组合物中的高分子化合物1的含有比例为约35重量％。
(实施例2)
将20.70g高分子化合物、0.035g的1,3,4,6-四(甲氧基甲基)
甘脲、0.007g对甲苯磺酸、0.400g二甲基乙酰胺、及1.19g丙酮混
合后，使用混合转子VMR-5(ASONECorporation制)以100rpm
搅拌至溶解，得到实施例2的纤维形成用组合物。实施例2的纤维
形成用组合物中的高分子化合物2的含有比例为约30重量％。
(实施例3)
将30.70g高分子化合物、0.035g的1,3,4,6-四(甲氧基甲基)
甘脲、0.007g对甲苯磺酸吡啶鎓、0.40g二甲基乙酰胺、及1.2g丙
酮混合后，使用混合转子VMR-5(ASONECorporation制)以100rpm
搅拌至溶解，得到实施例3的纤维形成用组合物。实施例3的纤维
形成用组合物中的高分子化合物3的含有比例为约30重量％。
(实施例4)
将30.70g高分子化合物、0.035g的1,3,4,6-四(甲氧基甲基)
甘脲、0.007g对甲苯磺酸吡啶鎓、0.60g二甲基乙酰胺、及1.8g丙
酮混合后，使用混合转子VMR-5(ASONECorporation制)以100rpm
搅拌至溶解，得到实施例4的纤维形成用组合物。实施例4的纤维
形成用组合物中的高分子化合物3的含有比例为约22重量％。
(实施例5)
将30.35g高分子化合物、0.018g的1,3,4,6-四(甲氧基甲基)
甘脲、0.004g对甲苯磺酸吡啶鎓、0.49g二甲基乙酰胺、及1.5g丙
酮混合后，使用混合转子VMR-5(ASONECorporation制)以100rpm
搅拌至溶解，得到实施例5的纤维形成用组合物。实施例5的纤维
形成用组合物中的高分子化合物3的含有比例为约15重量％。
(实施例6)
将30.60g高分子化合物、0.030g的1,3,4,6-四(甲氧基甲基)
甘脲、0.006g对甲苯磺酸吡啶鎓、0.46g二甲基乙酰胺、及1.39g
丙酮混合后，使用混合转子VMR-5(ASONECorporation制)以100
rpm搅拌至溶解，得到实施例6的纤维形成用组合物。实施例6的纤
维形成用组合物中的高分子化合物3的含有比例为约24重量％。
(比较例1)
将30.50g高分子化合物、0.005g对甲苯磺酸、0.440g二甲基
乙酰胺、及1.32g丙酮混合后，使用混合转子VMR-5(ASONE
Corporation制)以100rpm搅拌至溶解，得到比较例1的纤维形成
用组合物。比较例1的纤维形成用组合物中的高分子化合物3的含
有比例为约22重量％。
(比较例2)
将30.50g高分子化合物、0.025g的1,3,4,6-四(甲氧基甲基)
甘脲、0.434g二甲基乙酰胺、及1.30g丙酮混合后，使用混合转子
VMR-5(ASONECorporation制)以100rpm搅拌至溶解，得到比较
例2的纤维形成用组合物。比较例2的纤维形成用组合物中的高分
子化合物3的含有比例为约22重量％。
(比较例3)
将30.50g高分子化合物、0.443g二甲基乙酰胺、及1.33g丙酮
混合后，使用混合转子VMR-5(ASONECorporation制)以100rpm
搅拌至溶解，得到比较例3的纤维形成用组合物。比较例3的纤维
形成用组合物中的高分子化合物3的含有比例为约22重量％。
表1
注)PL-LI：1,3,4,6-四(甲氧基甲基)甘脲、PTSA：对甲苯磺
酸、PyPTS：对甲苯磺酸吡啶鎓、DMAc：二甲基乙酰胺
[利用静电纺丝法进行的纤维的制造方法]
在下述试验例1～3中，使用EsprayerES-2000(FuenceCo.,Ltd.
制)，利用静电纺丝法实施纤维的制造。将纤维形成用组合物注入1
ml的锁式(lock-type)玻璃注射器(ASONECorporation制)中，
并安装针长为13mm的锁式金属制喷针24G(Musashiengineering,
Inc.制)。从喷针前端到接受纤维的基板之间的距离(喷出距离)为
20cm。施加电压为25kV，喷出速度为10μl/min。
[纤维形态的确认方法]
在下述试验例1～3中，纤维形态的确认通过下述方法进行：利
用离子溅射仪(E-1030，HitachiHigh-TechnologiesCorporation制)
在纤维上进行1分钟的Pt-Pd蒸镀后，使用扫描电子显微镜(SEM)
(S-4800，HitachiHigh-TechnologiesCorporation制)以10,000倍的
放大倍率进行观察。
纤维形态得以维持时，评价为“良好”，没有维持纤维形态时，
评价为“不良”。
[纤维直径的测定方法]
在下述试验例1～3中，纤维直径(纤维的粗细)的测定通过下
述方法进行：使用扫描电子显微镜(SEM)(S-4800，Hitachi
High-TechnologiesCorporation制)，拍摄放大倍率为10,000倍的图
像并保存后，使用附带的长度测量工具进行。
＜试验例1：加热处理及溶剂耐性试验＞
将实施例1～5及比较例1～3的纤维形成用组合物在制备后立即
利用静电纺丝法进行纺丝，然后以表2所示的条件对得到的纤维实
施加热处理，对加热处理后的纤维形态进行确认。
将实施过加热处理的纤维在丙酮中浸渍10秒后，再次确认纤维
形态，并测定纤维直径。
结果示于表2(加热处理后的纤维形态)及表3(丙酮浸渍后的
纤维形态及纤维直径)中。
表2
表3
使用实施例1～5的纤维形成用组合物制造的纤维均为良好的形
态(与高分子化合物的分子量及高分子化合物的含量无关)。
此外，根据实施例1及实施例5的结果可知，将本发明的纤维
形成用组合物进行静电纺丝而制造的纤维，即使在加热处理为低温
短时间(例如，110℃、10分钟)的情况下也保持耐有机溶剂性。
也就是说，在通过静电纺丝法将本发明的纤维形成用组合物进
行纺丝从而制造纤维时，为了制成耐有机溶剂性优异的纤维，更优
选以110℃以上的温度进行加热处理。
此外，结果还表明，在以上述条件进行静电纺丝时，制造的纤
维的纤维直径取决于成分A的高分子化合物的重均分子量、和纤维
形成用组合物中的成分A的高分子化合物的含有比例。因此，通过
调整成分A的高分子化合物的重均分子量、及纤维形成用组合物中
的成分A的高分子化合物的含有比例，能够得到具有所期望的纤维
直径的纤维。
＜试验例2：室温保存稳定性试验＞
将实施例1、2、4及比较例1的纤维形成用组合物于23℃下保
存3周后，利用静电纺丝法进行纺丝，以表4所示的条件对得到的
纤维实施加热处理，对加热处理后的纤维形态进行确认。
将实施过加热处理的纤维在丙酮中浸渍10秒后，再次确认纤维
形态，并测定纤维直径。
结果示于表4(加热处理后的纤维形态)及表5(丙酮浸渍后的
纤维形态及纤维直径)中。
表4
表5
确认到了实施例1、2及4的纤维形成用组合物即使于23℃保
存3周后也能够形成良好形态的纤维，室温保存稳定性优异。
另一方面，对于由比较例1的纤维形成用组合物得到的纤维而
言，虽然于110℃进行加热后的纤维形态良好，但于180℃进行加
热后，未能维持良好的纤维形态。
根据上述结果可推断，根据保存条件、加热处理条件的不同，
比较例1的纤维形成用组合物的纤维形成会变得不稳定。
作为其原因，可以认为：由于比较例1的纤维形成用组合物不
含有交联剂，所以于180℃进行加热处理时，纤维因不耐受加热而
在交联反应充分进行之前即已溶解。
＜试验例3：细胞培养评价＞
利用静电纺丝法将实施例6的纤维形成用组合物进行纺丝后，
在得到的纤维上进行了细胞培养评价。需要说明的是，下文中，CO2
培养箱中的CO2的浓度(％)用气氛中的CO2的体积％表示。此外，
PBS是指磷酸盐缓冲生理盐水(Sigma-AldrichJapan制)，FBS是指
胎牛血清(BiologicalIndustries公司制)。
[细胞的制备]
细胞使用了人胚胎肾细胞株Hek293(DSPharmaBiomedicalCo.,
Ltd.制)。用于细胞培养的培养基使用了包含10％(v/v)FBS及1％
(v/v)NEAA(Non-EssentialAminoAcids，非必需氨基酸)(GIBCO
公司制)的EMEM(Eagle’sMinimumEssentialMedium，伊格尔氏
最低限度必需介质)培养基(和光纯药工业株式会社制)。对于细
胞，在37℃CO2培养箱内，在保持5％二氧化碳浓度的状态下，使
用直径为10cm的平皿(培养基10mL)静置培养2日以上。接着，
使用10mL的PBS对该细胞进行清洗后，添加1mL的胰蛋白酶
-EDTA(乙二胺四乙酸)溶液(和光纯药工业株式会社制)，将细
胞剥离并悬浮于10mL上述培养基中。对该悬浮液进行离心分离
(TomySeikoCo.,Ltd.制，LC-200，1000rpm/3分钟，室温)后，除
去上清液，添加上述培养基从而制备细胞悬浮液。
[实施例6的纤维的制造]
利用静电纺丝法将实施例6的纤维形成用组合物进行纺丝，向
玻璃基板上吹喷10分钟后，于180℃加热处理30分钟。作为玻璃
基板，使用了TEMPAXFloat(注册商标)(Φ12mm、厚度1mm)。
将得到的纤维用乙醇清洗并风干后，使用扫描电子显微镜(SEM)
确认纤维形态。由实施例6的纤维形成用组合物得到的纤维的纤维
直径为约500nm。
需要说明的是，下文中，为了方便起见，将对实施例6的纤维
形成用组合物进行纺丝而形成纤维的玻璃基板称为“实施例6的纤
维基板”。
[细胞培养]
在24孔平底微孔板(CorningIncorporated制)中配置实施例6
的纤维基板、及作为对照的未处理的玻璃基板，在包含1％(v/v)青
霉素/链霉素溶液(GIBCO公司制)的EMEM培养基(和光纯药工
业株式会社制)中浸渍15分钟。将该培养基除去后，各添加1mL
已制备成1.0×105个细胞/孔的Hek293(人胎儿肾细胞)的细胞悬浮
液。然后，在保持5％二氧化碳浓度的状态下，在CO2培养箱内于
37℃静置24小时。
[使用锥虫蓝(TrypanBlue)的细胞数计测]
在24小时的细胞培养之后，将进行了细胞培养的实施例6的纤
维基板及玻璃基板上的上清液除去，用2mL的PBS进行清洗。除
去PBS后，添加300μL的胰蛋白酶-EDTA溶液(和光纯药工业株式
会社制)。在CO2培养箱内于37℃静置5分钟后，添加1mL包含
10％(v/v)FBS的EMEM培养基，通过吹吸(pipetting)将细胞剥
离。将剥离的细胞转移至1.5mL微量离心管(microtesttube)
(Eppendorf公司制)中，在一部分培养液中添加等量的锥虫蓝染色
液(GIBCO公司制)后，使用细胞计数器(Bio-Rad公司制，TC20)
计测活细胞数。
[使用WST-8的细胞数计测]
在24小时的细胞培养之后，将进行了细胞培养的实施例6的纤
维基板及玻璃基板上的上清液除去，用2mL的PBS进行清洗。除
去PBS后，添加1mL包含10％(v/v)FBS及1％(v/v)NEAA(GIBCO
公司制)的EMEM培养基，进而添加100μL的WST-8试剂(KISHIDA
CHEMICALCo.,Ltd.制)。在CO2培养箱内于37℃静置100分钟后，
将100μL反应溶液转移至96孔平底微孔板中，使用吸收分光计
(MolecularDevices,LLC.制，SpectraMax)测定450nm处的吸光度。
各细胞数计测的结果(n＝3的平均值)示于表6。
表6
根据表6的结果，可知在实施例6的纤维基板上发生细胞增殖，
这表明利用实施例6的纤维形成用组合物形成的纤维对生物体无害。
此外，在实施例6的纤维基板上进行培养时，细胞数较之在玻璃基
板上培养时呈现出增加。尤其是在利用WST-8进行的细胞数计测中，
确认到细胞数增加了50％。在利用锥虫蓝进行的细胞数计测中，虽
然并没有回收全部的细胞来测定细胞数，但确认到细胞数增加了约
30％。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供用于制造可简便地制造且具有耐有机溶
剂性的纤维的纤维形成用组合物、将该组合物进行纺丝而得到的纤
维、及包含该纤维的生物相容性材料。
此外，根据本发明，还可以提供室温保存稳定性优异的纤维形
成用组合物。
进而，可以提供用于制造具有充分的作为细胞培养支架的功能
的纤维的纤维形成用组合物、将该组合物进行纺丝而得到的纤维、
及包含该纤维的生物相容性材料。
本申请以在日本提出申请的日本特愿2013-180382(申请日：
2013年8月30日)为基础，其内容全部包含在本说明书中。