材料分野 平成26年度経常研究 結晶生成−イオン架橋による複合ハイドロゲルの開発 担当部所 ： 栃木県産業技術センター 材料技術部 背景 傷口を覆い、湿潤状態にすることで治癒を促進する創傷 被覆材の中でも、ハイドロゲル型創傷被覆材は、傷口から 出る液の量に依らず使用できることから注目されている。し かし、既存のハイドロゲル型創傷被覆材は高価なため、治 癒期間の長い床擦れ等の治療には利用されないことが多 い。本研究では、既存製品の製造法（電子線照射架橋）よ りも安価で取扱いの容易な結晶生成による架橋とイオン架 橋を組み合わせることで、創傷被覆材としての利用を志向 した安全性、安定性の高いハイドロゲルの調製を試みた。 研究目標と結果 研究目標 ●結晶生成−イオン架橋によりデンプン／カルボキシメチルセルロース（CMC）複合ゲルを調製する。 ●デンプン／CMCゲルの膨潤度（含水率）、水中安定性（水中における形状保持能）を評価する。 実施内容 ② デンプン／CMCゲルの膨潤度 ゲル 室温 105℃ 24 h 24 h Wwet 蒸留水 膨潤度 = Wwet Wdry Wdry Wwet ： 湿潤ゲル重量 Wdry ： 乾燥後ゲル重量 膨潤度 [g水/gポリマー] ① デンプン／CMCゲルの調製 コムギ 25 サツマイモ バレイショ 20 とうもろこし 15 10 5 0 -2 0 2 4 6 8 CMC濃度 [wt%] Fig. デンプン／CMCゲルの膨潤度 デンプンゲル単独では膨潤度が低く、創傷被覆材等の吸水性を要する材料としては 適さないが、CMCを複合化することで、膨潤度を向上させることができた。 デンプン／CMC水溶液を加熱−冷却する ことでデンプンの結晶生成を引き起こした後、 塩化カルシウム（CaCl2）水溶液を添加するこ とでCMCをイオン架橋させる手法により、複 合ゲルを調製した。デンプンゲルは硬く脆い が、CMCを複合化することで、しなやかなゲ ルを調製できた。 本手法では、毒性を有する架橋剤を使用 することはなく、また特別な設備を必要としな いため、生体に安全なハイドロゲルを安価、 容易に調製できる。 ③ デンプン／CMCゲルの水中安定性 Table デンプン／CMCゲルの水中安定性 CMC濃度 / wt% 0 2 4 6 コムギ ◎ ○ × × サツマイモ ◎ ◎ △ △ バレイショ ◎ ◎ △ × とうもろこし ◎ ○ △ × ◎ ： 変化なし ○ ： 一部崩壊 △ ： 一部形状保持 × ： 崩壊 調製したゲルについて、蒸留水浸漬前後の形状変化により安定性を評価した。浸漬 期間は市販のハイドロゲル型創傷被覆材の連続使用期間（約1週間）から、1週間とし た。サツマイモ、バレイショデンプン／2 wt% CMC複合ゲルは高い安定性を示した。 まとめ ●結晶生成−イオン架橋によりデンプン／CMC複合ハイドロゲルの調製に成功した。 ●デンプン／CMCゲルは、デンプンゲルと同等の高い水中安定性を示し、デンプンゲルよりも高い膨潤度 を有することが明らかとなった。 御来場の皆様へ 問い合わせ先：栃木県産業技術センター 材料技術部 TEL 028(670)3397 本手法により、生体に安全なハイドロゲルを従来法よりも安価、容易に調製可能です。 様々な膨潤度、強度等を有するゲルを調製可能です。試作のご相談など、お気軽にお問い合わせください。 Industrial Technology Center of Tochigi Prefecture
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