纤维片、纤维片的制造方法及细胞培养芯片与流程

1.本发明涉及纤维片、纤维片的制造方法及细胞培养芯片。


背景技术：

2.近年来，作为细胞培养中的支架材料或过滤用过滤器等，使用由纤维直径为1nm～100nm左右的极细纤维(纳米纤维)形成的纳米纤维片。
3.例如，在专利文献1中公开了在纱布上涂布由生物体高分子构成的纳米纤维而形成的培养用基材。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本专利第6452249号


技术实现要素：

7.本发明的一个方式的纤维片具备：
8.第一纤维层，其中，将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维沿第一方向排列配置；
9.第二纤维层，其中，将由热塑性聚合物形成的多个第二纤维沿与上述第一方向交叉的第二方向排列配置，并且与上述第一纤维层对置地配置；以及
10.纳米纤维层，其包含由热塑性聚合物、热固性聚合物、生物降解性聚合物和生物体高分子聚合物中的任一种形成的纳米纤维，与上述第一纤维层和上述第二纤维层接触地配置，并且
11.上述纳米纤维层与上述第一纤维层和上述第二纤维层进行了热熔接。
12.本发明的一个方式的纤维片的制造方法包括：
13.在膜基材的表面，将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维沿第一方向排列配置从而形成第一纤维层的工序；
14.在上述第一纤维层形成纳米纤维层的工序，所述纳米纤维层包含由热塑性聚合物、热固性聚合物、生物降解性聚合物和生物体高分子聚合物中的任一种形成的纳米纤维；
15.在上述纳米纤维层，将由热塑性聚合物形成的多个第二纤维沿与上述第一方向交叉的第二方向排列配置，并且与上述第一纤维层对置地配置从而形成第二纤维层的工序；
16.对形成有上述第一纤维层、上述纳米纤维层和上述第二纤维层的上述膜基材进行加热，从而将上述纳米纤维与上述多个第一纤维接触的部分、以及上述纳米纤维与上述多个第二纤维接触的部分分别热熔接的工序；以及
17.从包含热熔接后的上述第一纤维层、上述纳米纤维层和上述第二纤维层的结构体剥离上述膜基材的工序。
18.本发明的另一方式的纤维片的制造方法包括：
19.在膜基材的表面，将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维沿第一方向排列配置从而形成第一纤维层的工序；
20.在上述第一纤维层，将由热塑性聚合物形成的多个第二纤维沿与上述第一方向交叉的第二方向排列配置，并且与上述第一纤维层对置地配置从而形成第二纤维层的工序；
21.对形成有上述第一纤维层和上述第二纤维层的上述膜基材进行加热，从而将上述多个第一纤维与上述多个第二纤维交叉接触的部分热熔接的工序；
22.在形成于上述膜基材并热熔接的上述第一纤维层和上述第二纤维层形成纳米纤维层的工序，所述纳米纤维层包含由热塑性聚合物、热固性聚合物、生物降解性聚合物和生物体高分子聚合物中的任一种形成的纳米纤维；
23.对形成有上述第一纤维层、上述第二纤维层和上述纳米纤维层的上述膜基材进行加热，从而将上述纳米纤维与上述多个第一纤维接触的部分、以及上述纳米纤维与上述多个第二纤维接触的部分分别热熔接的工序；以及
24.从包含热熔接后的上述第一纤维层、上述第二纤维层和上述纳米纤维层的结构体剥离上述膜基材的工序。
附图说明
25.图1是表示实施方式1的纤维片的一个例子的示意图。
26.图2是图1的纤维片的a-a截面图。
27.图3是表示图1的纤维片的制造方法的流程图。
28.图4a是表示图3的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
29.图4b是表示图3的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
30.图4c是表示图3的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
31.图4d是表示图3的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
32.图4e是表示图3的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
33.图4f是表示图3的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
34.图4g是表示图3的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
35.图5是实施方式1的变形例的纤维片的截面示意图。
36.图6是表示实施方式2的纤维片的一个例子的示意图。
37.图7是图6的纤维片的b-b截面图。
38.图8是表示图6的纤维片的制造方法的流程图。
39.图9a是表示图8的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
40.图9b是表示图8的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
41.图9c是表示图8的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
42.图9d是表示图8的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
43.图9e是表示图8的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
44.图9f是表示图8的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
45.图9g是表示图8的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
46.图9h是表示图8的纤维片的制造方法的制造工序的一个例子的图。
47.图10是表示实施方式3的细胞培养芯片的一个例子的分解示意图。
48.图11是图10的细胞培养芯片的截面图。
49.附图标记说明
50.101、111：第一纤维
51.101a、111a：第一纤维层
52.111b：平坦部
53.111c：弓状部
54.102：纳米纤维
55.102a：纳米纤维层
56.103：第二纤维
57.103a：第二纤维层
58.104：膜基材
59.105：加热炉
60.106、107：熔接部
61.110：支撑基材
62.301、302、311：纤维片
63.607：细胞培养芯片
64.d1：第一方向
65.d2：第二方向
具体实施方式
66.(完成本发明的经过)
67.近年来，作为细胞培养中的支架材料或过滤用过滤器等，可以使用由纤维直径为1nm～100nm左右的极细纤维(纳米纤维)形成的纳米纤维片。
68.在细胞培养领域中，3d细胞培养尤其受到关注，3d细胞培养在in vitro(体外)模拟细胞在生物体中的生长形态，例如细胞在三维(3d)生长的同时构建生物体器官。作为用于实施3d细胞培养的支架材料，对于能够供给目标细胞所需的氧和营养、保持稳定的形状的纳米纤维的关注正在提高。
69.作为能够进行3d细胞培养的支架材料，已知有例如专利文献1中记载的、在纱布等支撑体上涂布纳米纤维而形成的基材。在该基材上培养细胞。
70.纳米纤维通常物理强度弱，在作为支架材料使用的情况下，其操作困难，在操作方面存在课题。在专利文献1中，通过将纱布等作为纳米纤维的支撑体，从而提高基材的物理强度，实现使用便利性的提高。
71.但是，在专利文献1所记载的基材的结构中，由生物体高分子构成的纳米纤维仅附着于作为支撑体的纱布等的表层。因此，纳米纤维与纱布等支撑体既没有物理结合也没有化学结合，在操作时纳米纤维容易从支撑体剥离。此外，剥离的纳米纤维在细胞培养时成为异物，存在无法进行稳定的培养这样的品质方面的课题。专利文献1所记载的培养用基材在品质方面尚有改善的余地。
72.另外，在专利文献1所记载的基材中，构成支撑体的纱布等是在支撑体的面方向和厚度方向上不规则的结构体。因此，成为阻碍接种的细胞在面方向上扩散的主要原因，存在难以得到在面方向上均匀的细胞膜的课题。
73.此外，例如在支架材料的上下共培养肠道细胞和血管内皮细胞这2种细胞的情况
下，为了更准确地模拟生物体内的脏器功能，优选上下的细胞被分离且接触。支架材料的厚度成为阻碍上下细胞接触的主要原因，要求尽可能薄。但是，在专利文献1所记载的基材中，作为支撑体的纱布自身的厚度为100μm以上。因此，存在难以用作适合细胞的共培养的50μm以下的薄型的支架材料的课题。
74.因此，本发明人等研究了提供能够用作细胞培养中的支架材料、或高性能的过滤用过滤器等的纤维片，完成了以下的发明。本发明提供品质优异的纤维片、纤维片的制造方法及细胞培养芯片。
75.本发明的一个方式的纤维片具备：
76.第一纤维层，其中，将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维沿第一方向排列配置；
77.第二纤维层，其中，将由热塑性聚合物形成的多个第二纤维沿与上述第一方向交叉的第二方向排列配置，并且与上述第一纤维层对置地配置；以及
78.纳米纤维层，其包含由热塑性聚合物、热固性聚合物、生物降解性聚合物和生物体高分子聚合物中的任一种形成的纳米纤维，与上述第一纤维层和上述第二纤维层接触地配置，
79.上述纳米纤维层与上述第一纤维层和上述第二纤维层进行了热熔接。
80.根据该构成，能够提供品质优异的纤维片。
81.上述纳米纤维层配置于上述第一纤维层与上述第二纤维层之间，
82.也可以是上述多个第一纤维与上述纳米纤维接触的部分进行了热熔接，上述多个第二纤维与上述纳米纤维接触的部分进行了热熔接。
83.根据该构成，能够防止纳米纤维层从第一纤维层和第二纤维层剥离。
84.上述第二纤维层层叠于上述第一纤维层，
85.上述纳米纤维层层叠于上述第二纤维层，
86.上述多个第一纤维与上述多个第二纤维交叉接触的部分进行了热熔接，
87.上述多个第一纤维与上述纳米纤维的接触的部分进行了热熔接，
88.上述多个第二纤维与上述纳米纤维的接触的部分进行了热熔接。
89.根据该构成，能够防止纳米纤维层从第一纤维层和第二纤维层剥离。
90.上述多个第一纤维各自的截面具有形成为平坦状的平坦部和形成为弓形的弓状部，
91.上述平坦部位于与上述第二纤维层相反的一侧，
92.上述弓状部与上述第二纤维层对置，
93.上述多个第二纤维各自的截面可以为圆形。
94.根据该构成，能够培养在面方向上均匀的细胞膜。
95.也可以是，在上述弓状部中，上述多个第一纤维与附着于上述多个第一纤维的液体所成的接触角可以为60
°
以上且150
°
以下。
96.根据该构成，能够控制细胞培养中的细胞的扩散性。
97.也可以是，上述多个第一纤维各自的粗细为1μm以上且50μm以下，
98.上述多个第二纤维各自的粗细为1μm以上且50μm以下。
99.根据该构成，能够提供薄型的纤维片。
100.上述热塑性聚合物可以是聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙
烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚酰胺中的至少任一种。
101.根据该构成，能够提供薄型且提高了强度的纤维片。
102.上述热固性聚合物可以是聚氨酯、聚酰亚胺、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂和三聚氰胺树脂中的至少一种。
103.根据该构成，能够提供物理强度和耐热性高的纤维片。
104.上述生物降解性聚合物可以为聚乙烯醇、聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯、聚乙二醇、聚乳酸乙醇酸、乙烯乙酸乙烯酯和聚环氧乙烷中的至少任一种。
105.根据该构成，能够提供物理强度高的纤维片。
106.上述生物体高分子聚合物可以是胶原蛋白、明胶和纤维素中的至少任一种。
107.根据该构成，能够提供物理强度高的纤维片。
108.本发明的一个方式的纤维片的制造方法包括：
109.在膜基材的表面，将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维沿第一方向排列配置从而形成第一纤维层的工序；
110.在上述第一纤维层形成纳米纤维层的工序，所述纳米纤维层包含由热塑性聚合物、热固性聚合物、生物降解性聚合物和生物体高分子聚合物中的任一种形成的纳米纤维；
111.在上述纳米纤维层，将由热塑性聚合物形成的多个第二纤维沿与上述第一方向交叉的第二方向排列配置，并且与上述第一纤维层对置地配置从而形成第二纤维层的工序；
112.对形成有上述第一纤维层、上述纳米纤维层和上述第二纤维层的上述膜基材进行加热，从而将上述纳米纤维与上述多个第一纤维接触的部分、以及上述纳米纤维与上述多个第二纤维接触的部分分别热熔接的工序；以及
113.从包含热熔接后的上述第一纤维层、上述纳米纤维层和上述第二纤维层的结构体剥离上述膜基材的工序。
114.根据该构成，能够提供品质优异的纤维片的制造方法。
115.本发明的另一方式的纤维片的制造方法包括：
116.在膜基材的表面，将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维沿第一方向排列配置从而形成第一纤维层的工序；
117.在上述第一纤维层，将由热塑性聚合物形成的多个第二纤维沿与上述第一方向交叉的第二方向排列配置，并且与上述第一纤维层对置地配置从而形成第二纤维层的工序；
118.对形成有上述第一纤维层和上述第二纤维层的上述膜基材进行加热，从而将上述多个第一纤维与上述多个第二纤维交叉接触的部分热熔接的工序；
119.在形成于上述膜基材并热熔接的上述第一纤维层和上述第二纤维层形成纳米纤维层的工序，所述纳米纤维层包含由热塑性聚合物、热固性聚合物、生物降解性聚合物和生物体高分子聚合物中的任一种形成的纳米纤维；
120.对形成有上述第一纤维层、上述第二纤维层和上述纳米纤维层的上述膜基材进行加热，从而将上述纳米纤维与上述多个第一纤维接触的部分、以及上述纳米纤维与上述多个第二纤维接触的部分分别热熔接的工序；以及
121.从包含热熔接后的上述第一纤维层、上述第二纤维层和上述纳米纤维层的结构体剥离上述膜基材的工序。
122.根据该构成，能够提供品质优异的纤维片的制造方法。
123.本发明的一个方式的细胞培养芯片具备上述方式的纤维片。
124.根据该构成，能够提供可以准确地模仿生物体内的脏器功能的细胞培养芯片。
125.以下，基于附图对实施方式进行说明。
126.(实施方式1)
127.[整体构成]
[0128]
图1是表示实施方式1的纤维片301的一个例子的示意图。图2是图1的纤维片301的a-a截面图。
[0129]
纤维片301是用于细胞培养中的支架材料或过滤用过滤器等的片材。如图1所示，纤维片301具备第一纤维层101a、第二纤维层103a和纳米纤维层102a。在实施方式1中，第一纤维层101a和第二纤维层103a形成了支撑纳米纤维层102a的支撑基材110。
[0130]
第一纤维层101a是将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维101沿第一方向d1排列配置而形成的。在第一纤维层101a中，丝状的多个第一纤维101分别沿着与第一方向d1交叉的第二方向d2延伸。多个第一纤维101分别具有例如圆形或椭圆形的截面。多个第一纤维101分别具有间隔地进行配置，形成第一纤维层101a。在本实施方式中，沿第二方向d2延伸的多个第一纤维101沿第一方向d1等间隔地规则地排列配置，形成了第一纤维层101a。
[0131]
第二纤维层103a将由热塑性聚合物形成的多个第二纤维103沿与第一方向d1交叉的第二方向d2排列配置，并且与第一纤维层101a对置地配置。在第二纤维层103a中，丝状的多个第二纤维103沿着第一方向d1延伸。多个第二纤维103例如分别具有圆形或椭圆形的截面。多个第二纤维103分别具有间隔地进行配置，形成第二纤维层103a。在本实施方式中，多个第二纤维103在第二方向d2上等间隔地规则地排列配置，形成了第二纤维层103a。
[0132]
第一纤维层101a为第一纤维101的集合体，第二纤维层103a为第二纤维103的集合体。支撑基材110为第一纤维层101a与第二纤维层103a的层叠体。
[0133]
第一纤维101的粗细可以为1μm以上且50μm以下。同样地，第二纤维103的粗细可以为1μm以上且50μm以下。在此，第一纤维101和第二纤维103的粗细是指在第一纤维101和第二纤维103的截面中宽度最大的部分的长度。通过将第一纤维101和第二纤维103的粗细设为该范围，能够使纤维片301的厚度变薄。
[0134]
纳米纤维层102a包含由热塑性聚合物、热固性聚合物、生物降解性聚合物和生物体高分子聚合物中的任一种形成的纳米纤维102。纳米纤维层102a与第一纤维层101a和第二纤维层103a进行了热熔接。
[0135]
在本实施方式中，在第一纤维层101a与第二纤维层103a之间配置有纳米纤维层102a。另外，第一纤维101与纳米纤维102接触的部分进行了热熔接，第二纤维103与纳米纤维102接触的部分进行了热熔接。
[0136]
热塑性聚合物是聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚酰胺中的至少任一种。
[0137]
另外，热固性聚合物为聚氨酯、聚酰亚胺、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂和三聚氰胺树脂中的至少任一种。
[0138]
另外，生物降解性聚合物为聚乙烯醇、聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯、聚乙二醇、聚乳酸乙醇酸、乙烯乙酸乙烯酯和聚环氧乙烷中的至少任一种。
[0139]
另外，生物体高分子聚合物为胶原蛋白、明胶和纤维素中的至少任一种。
[0140]
第一纤维101与第二纤维103以相互交叉的方式进行配置。各个第一纤维101与各个第二纤维103的交叉角可以为30
°
以上且150
°
以下。
[0141]
纳米纤维102与第一纤维101或第二纤维103通过热熔接进行粘接。在纤维片301中，纳米纤维层102a与第一纤维层101a或第二纤维层103a接触的部分通过热熔接进行粘接，由此形成有熔接部106。因此，能够防止纳米纤维102从支撑基材110剥离。
[0142]
第一纤维101具有圆形或椭圆形的截面。第二纤维103也可以同样地具有圆形或椭圆形的截面。在本实施方式中，如图2所示，对具有椭圆形的截面的第一纤维101进行说明。
[0143]
[制造方法]
[0144]
参照图3～图4g说明纤维片301的制造方法。图3是表示图1的纤维片301的制造方法的流程图。图4a～图4g是表示图3的纤维片301的制造方法的制造工序的一个例子的图。
[0145]
首先，如图4a所示，准备对表面实施氟加工等脱模处理而具有剥离性的膜基材104。然后，如图4b所示，在膜基材104的表面，将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维101沿第一方向d1排列配置从而形成第一纤维层101a(步骤s101)。第一纤维层101a例如可以使用聚苯乙烯等热塑性聚合物来形成。第一纤维层101a例如通过利用干式纺丝法涂布粗细为2μm的多个第一纤维101而形成。具体而言，第一纤维层101a通过在第一方向d1上具有规定的间隔地涂布在第二方向d2上延伸的多个第一纤维101而形成。例如，可以以第一纤维101彼此平行地配置的方式以10μm的间隔进行涂布。
[0146]
接下来，如图4c所示，在第一纤维层101a涂布纳米纤维102从而形成纳米纤维层102a(步骤s102)。纳米纤维层102a例如可以通过使用聚氨酯等生物降解性聚合物并利用静电纺丝法在第一纤维层101a上涂布聚合物来形成。基于静电纺丝法的制作条件例如为电压20kv、涂布喷嘴与膜基材104的距离150mm、纤维直径500nm以上且900nm以下。
[0147]
接下来，如图4d所示，在纳米纤维层102a上，将由热塑性聚合物形成的多个第二纤维103沿与第一方向d1交叉的第二方向d2排列配置从而形成第二纤维层(步骤s103)。第二纤维层103a与第一纤维层101a同样地，例如可以使用聚苯乙烯等热塑性聚合物来形成。第二纤维层103a例如通过利用干式纺丝法涂布粗细为2μm的多个第二纤维103而形成。具体而言，第二纤维层103a通过在第二方向d2上具有规定的间隔地涂布在第一方向d1上延伸的多个第二纤维103而形成。例如，可以以第二纤维103彼此平行地配置的方式以10μm的间隔进行涂布。
[0148]
接下来，对形成有第一纤维层101a、纳米纤维层102a和第二纤维层103a的膜基材104进行加热。通过进行加热，将纳米纤维102与多个第一纤维101接触的部分、以及纳米纤维102与多个第二纤维103接触的部分分别热熔接(步骤s104)。如图4e所示，通过将包含第一纤维层101a、纳米纤维层102a和第二纤维层103a的膜基材104投入到加热炉105中进行加热处理，从而将纳米纤维102与第一纤维101和第二纤维103热熔接。加热处理中的加热条件例如为温度130℃、加热时间20分钟。
[0149]
接下来，如图4f所示，从包含热熔接后的第一纤维层101a、纳米纤维层102a和第二纤维层103a的结构体301a剥离膜基材104(步骤s105)。
[0150]
通过上述工序，如图4g所示，纤维片301完成。
[0151]
[效果]
[0152]
根据上述实施方式，能够提供品质优异的纤维片301和纤维片301的制造方法。
[0153]
纤维片301中，纳米纤维102与第一纤维101和第二纤维103进行了热熔接。因此，纳米纤维层102a不易剥离，能够提供品质优异的纤维片。
[0154]
另外，在本实施方式中，纳米纤维层102a配置于第一纤维层101a与第二纤维层103a之间。因此，能够防止纳米纤维层102a从由第一纤维层101a和第二纤维层103a构成的支撑基材110剥离。因此，在将纤维片用作例如细胞培养的支架材料的情况下，剥离后的纳米纤维102不易成为异物，能够进行品质稳定的培养。
[0155]
需要说明的是，在上述实施方式中，对通过干式纺丝法形成第一纤维层101a和第二纤维层103a的例子进行了说明，但第一纤维层101a和第二纤维层103a的形成方法不限于此。例如，也可以使用溶液纺丝法、分配法或喷墨法等其他方法。
[0156]
另外，在上述实施方式中，对各个第一纤维101和各个第二纤维103的粗细为2μm的例子进行了说明，但并不限于此。各个第一纤维101和各个第二纤维103的粗细为1μm以上且50μm以下即可。
[0157]
另外，在上述实施方式中，对纳米纤维102的纤维直径为500nm以上且900nm以下的例子进行了说明，但纳米纤维的纤维直径为1nm以上且1000nm以下的范围即可。
[0158]
(变形例)
[0159]
图5是实施方式1的变形例的纤维片311的截面示意图。如图5所示，多个第一纤维111各自的截面具有形成为平坦状的平坦部111b和形成为弓形的弓状部111c。平坦部111b位于与第二纤维层103a相反的一侧。弓状部111c与第二纤维层103a对置。另外，多个第二纤维103各自的截面为圆形。
[0160]
另外，在弓状部111c中，接触角为60
°
以上且150
°
以下即可。在此，接触角是指第一纤维101与附着于第一纤维101的液体所成的角度。接触角的大小可以通过控制加热炉105(参照图4e)中的加热温度和加热时间来调整。例如，如果在温度130℃和加热时间20分钟的加热条件下进行加热处理，则可以使弓状部111c的接触角为120
°
。
[0161]
在将这种构成的纤维片311用作例如细胞培养的支架材料的情况下，如果在平坦部111b的面上进行细胞的接种，则由于细胞的性质，细胞沿着第一纤维层111a的平坦部111b扩散。因此，能够得到在面方向上均匀的细胞膜。
[0162]
(实施方式2)
[0163]
参照图6～图8对实施方式2进行说明。需要说明的是，在实施方式2中，对与实施方式1相同或同等的结构标注相同的附图标记进行说明。另外，在实施方式2中，省略与实施方式1重复的记载。
[0164]
图6是表示实施方式2的纤维片302的一个例子的示意图。图7是图6的纤维片302的b-b截面图。
[0165]
如图6和图7所示，在第一纤维层101a层叠有第二纤维层103a、纳米纤维层102a层叠于第二纤维层103a这一点上与实施方式1不同。在实施方式2中，多个第一纤维101与多个第二纤维103交叉接触的部分进行了热熔接。另外，多个第一纤维101与纳米纤维102接触的部分进行了热熔接。此外，多个第二纤维103与纳米纤维102接触的部分进行了热熔接。
[0166]
如图7所示，纳米纤维102与第一纤维101或第二纤维103通过热熔接进行粘接，形成有熔接部107。
[0167]
如图7所示，第一纤维101与第二纤维103分别在交叉的部分接触。因此，第一纤维
层101a与第二纤维层103a在各自的纤维的交叉的部分进行粘接，形成有一体的支撑基材110。
[0168]
参照图8～图9h说明纤维片302的制造方法。图8是表示图6的纤维片302的制造方法的流程图。图9a～图9h是表示图8的纤维片302的制造方法的制造工序的一个例子的图。
[0169]
在本实施方式中，如图8所示，在形成第一纤维层101a(步骤s201)后，不形成纳米纤维层102a而形成第二纤维层103a，在进行热熔接后形成纳米纤维层102a的方面与实施方式1不同。各个步骤中的处理的内容与实施方式1相同，因此省略详细的说明。
[0170]
首先，如图9a和图9b所示，在膜基材104的表面将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维101沿第一方向d1排列配置从而形成第一纤维层101a。(步骤s201)。接下来，如图9c所示，在第一纤维层101a，将多个第二纤维103沿与第一方向d1交叉的第二方向d2排列配置，并且与第一纤维层101a对置地配置从而形成第二纤维层103a(步骤s202)。多个第二纤维103与第一纤维同样地由热塑性聚合物形成。
[0171]
接下来，如图9d所示，对形成有第一纤维层101a和第二纤维层103a的膜基材104进行加热，从而将多个第一纤维101与多个第二纤维103交叉接触的部分热熔接(步骤s203)。加热处理中的加热条件例如为温度130℃和加热时间20分钟。
[0172]
接下来，如图9e所示，在形成于膜基材104并热熔接后的第一纤维层101a和第二纤维层103a形成包含纳米纤维102的纳米纤维层102a(步骤s204)。纳米纤维102由热塑性聚合物、热固性聚合物、生物降解性聚合物和生物体高分子聚合物中的任一种形成。
[0173]
接下来，如图9f所示，对形成有第一纤维层101a、第二纤维层103a和纳米纤维层102a的膜基材104进行加热。通过进行加热，将纳米纤维102与多个第一纤维101接触的部分热熔接。同样地，将纳米纤维102与多个第二纤维103接触的部分热熔接(步骤s205)。与步骤s203同样地，加热处理中的加热条件为温度130℃、加热时间20分钟。
[0174]
接下来，如图9g所示，从包含热熔接的第一纤维层101a、第二纤维层103a和纳米纤维层102a的结构体302a剥离膜基材104(步骤s206)。
[0175]
通过上述工序，如图9h所示，纤维片302完成。
[0176]
[效果]
[0177]
根据上述的实施方式，能够起到与实施方式1同样的效果。
[0178]
(实施方式3)
[0179]
参照图10和图11对实施方式3进行说明。在实施方式3中，对将实施方式1中说明的纤维片301作为支架材料的细胞培养芯片607进行说明。关于纤维片301，由于与实施方式1中说明的相同，因此省略说明。
[0180]
图10是表示实施方式3的细胞培养芯片607的一个例子的分解示意图。图11是图10的细胞培养芯片607的截面图。
[0181]
细胞培养芯片607使用纤维片301作为支架材料。如图10和图11所示，细胞培养芯片607以纤维片301的一面经由第一粘接层605与第一隔壁层603粘接、另一面经由第二粘接层606与第二隔壁层604粘接的方式构成。此外，在第一隔壁层603的外侧层叠有第一基板601，在第二隔壁层604的外侧层叠有第二基板602。
[0182]
在第一隔壁层603和第二隔壁层604中分别形成有供给用于细胞培养的液态培养基的流路504。流路504发挥从细胞培养芯片607的外部供给或排出培养基的作用。流路504
的宽度例如为0.3mm。流路504的宽度在0.2～0.5mm的范围内形成即可。
[0183]
在第一隔壁层603和第二隔壁层604中，除了流路504以外，还分别形成有贯通孔505。在本实施方式中，第一隔壁层603和第二隔壁层604分别形成有4个贯通孔505。在层叠第一隔壁层603和第二隔壁层604时，贯通孔505发挥对准标记的作用。
[0184]
第一隔壁层603和第二隔壁层604例如可以由有机硅树脂形成。
[0185]
第一粘接层605和第二粘接层606分别形成有：与分别形成于第一隔壁层603和第二隔壁层604的流路504对应的形状的流路507、以及与贯通孔505对应的形状的贯通孔508。
[0186]
第一基板601和第二基板602分别承担作为被液态的培养基充满的流路504的盖的作用。第一基板601和第二基板602分别由玻璃形成，厚度为0.5mm。可以将第一基板601和第二基板602的厚度形成在0.3～10mm的范围。第一隔壁层603与第一基板601、以及第二隔壁层604与第二基板602分别通过热熔接进行层叠接合。
[0187]
另外，在第一基板601上，与第一隔壁层603和第二隔壁层604同样地形成有作为对准标记发挥作用的贯通孔502。
[0188]
如图11所示，在细胞培养芯片607的内部，流路504形成空间，在流路504的内部填充液态的培养基。另外，流路504被纤维片301上下分离。因此，例如，能够在纤维片301的上侧(第一隔壁层603侧)培养肠道细胞，在纤维片301的下侧(第二隔壁层604侧)培养血管内皮细胞。这样，根据细胞培养芯片607，能够对2种培养进行共培养。
[0189]
[效果]
[0190]
根据上述实施方式，能够提供提高了品质的细胞培养芯片607。
[0191]
通过使用薄型的纤维片301作为细胞培养芯片607的支架材料，能够创造配置于片材的上下的肠道细胞与血管内皮细胞分离且接触这样的共培养中的理想状态。因此，能够提供可以更准确地模拟生物体内的脏器功能的细胞培养芯片607。
[0192]
需要说明的是，在本发明中，包含将上述各种实施方式中的任意的实施方式适当组合的情况，其能够起到各个实施方式所具有的效果。
[0193]
产业上的可利用性
[0194]
根据本发明的纤维片、纤维片的制造方法及细胞培养芯片，能够制造、提供具有品质优异的薄型纳米纤维的纤维片。

技术特征：
1.一种纤维片，其具备：第一纤维层，其中，将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维沿第一方向排列配置；第二纤维层，其中，将由热塑性聚合物形成的多个第二纤维沿与所述第一方向交叉的第二方向排列配置，并且与所述第一纤维层对置地配置；以及纳米纤维层，其包含由热塑性聚合物、热固性聚合物、生物降解性聚合物和生物体高分子聚合物中的任一种形成的纳米纤维，与所述第一纤维层和所述第二纤维层接触地配置，并且所述纳米纤维层与所述第一纤维层和所述第二纤维层进行了热熔接。2.根据权利要求1所述的纤维片，其中，所述纳米纤维层配置于所述第一纤维层与所述第二纤维层之间，所述多个第一纤维与所述纳米纤维接触的部分进行了热熔接，所述多个第二纤维与所述纳米纤维接触的部分进行了热熔接。3.根据权利要求1所述的纤维片，其中，所述第二纤维层层叠于所述第一纤维层，所述纳米纤维层层叠于所述第二纤维层，所述多个第一纤维与所述多个第二纤维交叉接触的部分进行了热熔接，所述多个第一纤维与所述纳米纤维接触的部分进行了热熔接，所述多个第二纤维与所述纳米纤维接触的部分进行了热熔接。4.根据权利要求1～3中任一项所述的纤维片，其中，所述多个第一纤维各自的截面具有形成为平坦状的平坦部和形成为弓形的弓状部，所述平坦部位于与所述第二纤维层相反的一侧，所述弓状部与所述第二纤维层对置，所述多个第二纤维各自的截面为圆形。5.根据权利要求4所述的纤维片，其中，在所述弓状部中，所述多个第一纤维与附着于所述多个第一纤维上的液体所成的接触角为60
°
以上且150
°
以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的纤维片，其中，所述多个第一纤维各自的粗细为1μm以上且50μm以下，所述多个第二纤维各自的粗细为1μm以上且50μm以下。7.根据权利要求1～6中任一项所述的纤维片，其中，所述热塑性聚合物为聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚酰胺中的至少任一种。8.根据权利要求1～7中任一项所述的纤维片，其中，所述热固性聚合物为聚氨酯、聚酰亚胺、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂和三聚氰胺树脂中的至少一种。9.根据权利要求1～8中任一项所述的纤维片，其中，所述生物降解性聚合物为聚乙烯醇、聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯、聚乙二醇、聚乳酸乙醇酸、乙烯乙酸乙烯酯和聚环氧乙烷中的至少任一种。10.根据权利要求1～9中任一项所述的纤维片，其中，所述生物体高分子聚合物为胶原蛋白、明胶和纤维素中的至少任一种。11.一种纤维片的制造方法，其包括：在膜基材的表面，将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维沿第一方向排列配置从而形
成第一纤维层的工序；在所述第一纤维层形成纳米纤维层的工序，所述纳米纤维层包含由热塑性聚合物、热固性聚合物、生物降解性聚合物和生物体高分子聚合物中的任一种形成的纳米纤维；在所述纳米纤维层，将由热塑性聚合物形成的多个第二纤维沿与所述第一方向交叉的第二方向排列配置，并且与所述第一纤维层对置地配置从而形成第二纤维层的工序；对形成有所述第一纤维层、所述纳米纤维层和所述第二纤维层的所述膜基材进行加热，从而将所述纳米纤维与所述多个第一纤维接触的部分、以及所述纳米纤维与所述多个第二纤维接触的部分分别热熔接的工序；以及从包含热熔接后的所述第一纤维层、所述纳米纤维层和所述第二纤维层的结构体剥离所述膜基材的工序。12.一种纤维片的制造方法，其包括：在膜基材的表面，将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维沿第一方向排列配置从而形成第一纤维层的工序；在所述第一纤维层，将由热塑性聚合物形成的多个第二纤维沿与所述第一方向交叉的第二方向排列配置，并且与所述第一纤维层对置地配置从而形成第二纤维层的工序；对形成有所述第一纤维层和所述第二纤维层的所述膜基材进行加热，从而将所述多个第一纤维与所述多个第二纤维交叉接触的部分热熔接的工序；在形成于所述膜基材并热熔接的所述第一纤维层和所述第二纤维层形成纳米纤维层的工序，所述纳米纤维层包含由热塑性聚合物、热固性聚合物、生物降解性聚合物和生物体高分子聚合物中的任一种形成的纳米纤维；对形成有所述第一纤维层、所述第二纤维层和所述纳米纤维层的所述膜基材进行加热，从而将所述纳米纤维与所述多个第一纤维接触的部分、以及所述纳米纤维与所述多个第二纤维接触的部分分别热熔接的工序；以及从包含热熔接后的所述第一纤维层、所述第二纤维层和所述纳米纤维层的结构体剥离所述膜基材的工序。13.一种细胞培养芯片，其具备权利要求1～10中任一项所述的纤维片。

技术总结
本发明的纤维片具备：第一纤维层(101a)，其中，将由热塑性聚合物形成的多个第一纤维(101)沿第一方向D1排列配置；第二纤维层(103a)，其中，将由热塑性聚合物形成的多个第二纤维(103)沿与第一方向D1交叉的第二方向D2排列配置，并且与第一纤维层(101a)对置地配置；以及纳米纤维层(102a)，其包含由热塑性聚合物、热固性聚合物、生物降解性聚合物和生物体高分子聚合物中的任一种形成的纳米纤维(102)，与第一纤维层(101a)和第二纤维层(103a)接触地配置，并且纳米纤维层(102a)与第一纤维层(101a)和第二纤维层(103a)进行了热熔接。熔接。熔接。


技术研发人员：塚原法人 中村太一 池田浩二 辻清孝
受保护的技术使用者：松下知识产权经营株式会社
技术研发日：2021.09.01
技术公布日：2022/3/8