シルクフィブロインを用いた新規多孔質3次元構造体

［要約］

  シルクフィブロイン100％からなる多孔質3次元構造体を作出した。シンプルなプロセスで、安全性の高く、優れた力学的強度をもつ構造体が形成され、生体親和性も良好であることから、再生医療素材等のシルクの未開拓用途への活用が期待できる。

農業生物資源研究所・昆虫新素材開発研究グループ・生体機能模倣研究チーム

［連　絡　先］029−838−6164
［分　　　類］技術開発・生物産業
［キーワード］シルク、フィブロイン、多孔質、スポンジ、細胞増殖

［背景・ねらい］

  シルクは優れた衣料用繊維材料として利用されているが、近年、多様な産業分野での新規利用が検討されている。その利用形態としては繊維、フィルム、粉体、ゲルがあるが、多孔質3次元構造体（スポンジ）形態としての利用は未開拓のままである。その原因は、優れたシルク多孔質3次元構造体の形成技術が開発されていなかったことにある。そこで、新規なシルク多孔質3次元構造体の形成技術を検討し、新しいシルク利用用途の展開に資する。

［成果の内容・特徴］

1. シルクフィブロイン水溶液に少量の水溶性有機溶媒を添加し、凍結・融解処理することにより、多孔質3次元構造体が形成される（図1）。
2. シルク多孔質3次元構造体の形成には、フィブロイン濃度、添加する溶媒濃度、凍結温度、凍結時間が影響する。
3. フィブロイン濃度、溶媒種、溶媒濃度により、形成される多孔質3次元構造体の多孔質構造や力学的物性、また含水率を変化させることが可能である（図2）。
4. オートクレーブ処理により、若干強度が低下するものの外観上の変化はなく、オートクレーブ滅菌が可能である。
5. シルクフィブロイン多孔質構造体中では、繊維芽細胞の良好な増殖が観察され、シルクフィブロインの生体親和性が維持されている。

図１

図２

［成果の活用上の留意点・波及効果・今後の展望等］

1. 高含水率であり優れた力学的強度を有するため、化粧品分野でのパフやフェースパック材としての利用が期待される。
2. 生分解性を有するシルクフィブロイン100％から構成されるため、種子保持材等として農業分野での活用が期待できる。
3. 架橋剤等の化学物質を使用せず、オートクレーブ滅菌が可能であり、かつ優れた細胞増殖を支持するため、再生医療用の細胞足場材料としての活用が期待できる。

［その他］

研究課題名　　　　：昆虫生産素材による骨・軟骨親和性材料の開発
予算区分　　　　　：生物ナノテク
中期計画課題コード：C431-4
研究期間　　　　　：02〜06年度
研究担当者　　　　：玉田靖
発表論文等　　　　：玉田靖：ハイドロゲルの製造方法及び細胞培養支持体、
　　　　　　　　　　特許 3412014号（2003）