(57)【要約】  マイクロニードルを生体に突き刺さり易くする。  マイクロニードル（１２１）は、長さ方向に配列した第１端部（１２１ａ）及び第２端部（１２１ｂ）を含み、生体適合性材料を含み、第１端部（１２１ａ）はその第２端部（１２１ｂ）側の一端から他端へ向けて先細りしており、第１端部（１２１ａ）の最大頂角は９°乃至５３°の範囲内にある。
2008020633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向に配列した第１及び第２端部を具備し、生体適合性材料を含み、前記第１端部は前記第１端部の第２端部側の一端から前記第１端部の他端へ向けて先細りしており、前記長さ方向に垂直な幅方向についての前記第１端部の最小寸法は前記幅方向についての前記第２端部の最小寸法と比較してより小さく、前記第１端部の最大頂角は９°乃至５３°の範囲内にあり、前記最大頂角は各々が第１及び第２交点を通る第１直線と第３及び第４交点を通る第２直線とが為す角度として規定される頂角の最大値であり、前記第１及び第３交点は第１平面と前記長さ方向に平行な投射面への前記マイクロニードルの正射影の輪郭との交点であり、前記第２及び第４交点は第２平面と前記輪郭との交点であり、前記第１平面は前記長さ方向に対して垂直であり且つ前記長さ方向についての前記マイクロニードルの長さの１／１０だけ前記他端から離れており、前記第２平面は前記長さ方向に対して垂直であり且つ前記長さの１／３だけ前記他端から離れているマイクロニードル。
【請求項２】
前記頂角の最小値は９°乃至５３°の範囲内にある請求項１に記載のマイクロニードル。
【請求項３】
前記最大頂角は２０°乃至３０°の範囲内にある請求項１に記載のマイクロニードル。
【請求項４】
前記頂角の最小値は２０°乃至３０°の範囲内にある請求項３に記載のマイクロニードル。
【請求項５】
前記マイクロニードルはその一端から他端へ向けて先細りしている請求項１に記載のマイクロニードル。
【請求項６】
前記第１端部は錐体形状を有しており、前記第２端部は柱体形状を有している請求項５に記載のマイクロニードル。
【請求項７】
前記マイクロニードルは錐体形状を有している請求項１に記載のマイクロニードル。
【請求項８】
生物活性物質を更に含んだ請求項１に記載のマイクロニードル。
【請求項９】
前記生体適合性材料はポリ乳酸を含んだ請求項１に記載のマイクロニードル。
【請求項１０】
前記生体適合性材料はポリ乳酸とグリコール酸との共重合体を含んだ請求項１に記載のマイクロニードル。
【請求項１１】
前記マイクロニードルは前記長さ方向に延びた貫通孔又は凹部が設けられている請求項１に記載のマイクロニードル。
【請求項１２】
第１及び第２主面を有する支持層と、各々が前記第１主面から延びた複数のマイクロニードルとを具備し、前記複数のマイクロニードルの各々は、請求項１乃至１０の何れか１項に記載のマイクロニードルであり、前記第２端部の端で前記第１主面に支持されたマイクロニードルパッチ。
【請求項１３】
前記第１及び第２端部の少なくとも一方の表面に支持された生物活性物質を更に具備した請求項１２に記載のマイクロニードルパッチ。
【請求項１４】
前記複数のマイクロニードルの少なくとも１つは前記長さ方向に延びた貫通孔又は凹部が設けられている請求項１２に記載のマイクロニードルパッチ。
【請求項１５】
前記貫通孔又は凹部に充填された機能性物質を更に具備した請求項１４に記載のマイクロニードルパッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、生体の表面に適用されるマイクロニードルパッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、生体への皮膚を介した薬物の投与は、その薬物を含んだ液体又は粘体を皮膚に塗布することによって行われている。しかしながら、塗布した薬物は、発汗や接触などによって皮膚表面から除去され易い。加えて、塗布した薬物を皮膚の内層に浸透させる場合、その浸透度を制御することは難しい。【０００３】
これに対し、薬物の投与にマイクロニードルアレイを使用することが提案されている。マイクロニードルアレイは、基板上に複数のマイクロニードルを配置した構造を有している。例えば、特開２００３−２３８３４７号公報には、ポリメチルメタクリレート基板と、その上に形成されたマルトースからなる複数のマイクロニードルとを含んだマイクロニードルアレイが記載されている。【０００４】
マイクロニードルアレイによる薬物の投与には、例えば、マイクロニードルが薬物を含有したマイクロニードルアレイを使用する。具体的には、そのようなマイクロニードルアレイを皮膚に押し当てて、マイクロニードルを生体に突き刺す。マイクロニードルが薬物を含有している場合には、マイクロニードルを生体内に残留させることにより、発汗や接触などによって薬物が生体から除去されるのを防止できる。また、薬物の浸透度は、例えば、マイクロニードルの長さ及び／又は密度に応じて制御できる。【０００５】
マイクロニードルアレイには、マイクロニードルが生体に確実に突き刺さることが要求される。しかしながら、本発明者は、本発明をするに際し、動物実験によって、以下の事実を見出している。即ち、多くのマイクロニードル、例えばマルトースを主成分として含有したマイクロニードルは、生体に突き刺さり難い。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的は、生体に突き刺さり易いマイクロニードルを提供することにある。
【０００７】
本発明の第１側面によると、長さ方向に配列した第１及び第２端部を具備し、生体適合性材料を含み、前記第１端部は前記第１端部の第２端部側の一端から前記第１端部の他端へ向けて先細りしており、前記長さ方向に垂直な幅方向についての前記第１端部の最小寸法は前記幅方向についての前記第２端部の最小寸法と比較してより小さく、前記第１端部の最大頂角は９°乃至５３°の範囲内にあり、前記最大頂角は各々が第１及び第２交点を通る第１直線と第３及び第４交点を通る第２直線とが為す角度として規定される頂角の最大値であり、前記第１及び第３交点は第１平面と前記長さ方向に平行な投射面への前記マイクロニードルの正射影の輪郭との交点であり、前記第２及び第４交点は第２平面と前記輪郭との交点であり、前記第１平面は前記長さ方向に対して垂直であり且つ前記長さ方向についての前記マイクロニードルの長さの１／１０だけ前記他端から離れており、前記第２平面は前記長さ方向に対して垂直であり且つ前記長さの１／３だけ前記他端から離れているマイクロニードルが提供される。
【０００８】
本発明の第２側面によると、第１及び第２主面を有する支持層と、各々が前記第１主面から延びた複数のマイクロニードルとを具備し、前記複数のマイクロニードルの各々は、第１側面に係るマイクロニードルであり、前記第２端部の端で前記第１主面に支持されたマイクロニードルパッチが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一態様に係るマイクロニードルパッチを概略的に示す斜視図。
【図２】図１に示すマイクロニードルパッチに保護部材を取り付けた状態を概略的に示す斜視図。
【図３】図１に示すマイクロニードルパッチの一部を概略的に示す斜視図。
【図４】図３に示す構造が含んでいるマイクロニードルを概略的に示す斜視図。
【図５】マイクロニードルの変形例を概略的に示す斜視図。
【図６】マイクロニードルの変形例を概略的に示す斜視図。
【図７】マイクロニードルの変形例を概略的に示す斜視図。
【図８】マイクロニードルの変形例を概略的に示す斜視図。
【図９】マイクロニードルの変形例を概略的に示す斜視図。
【図１０】マイクロニードルの変形例を概略的に示す斜視図。
【図１１】マイクロニードルの変形例を概略的に示す斜視図。
【図１２】マイクロニードルの変形例を概略的に示す斜視図。
【図１３】マイクロニードルの変形例を概略的に示す斜視図。
【図１４】マイクロニードルの更に他の変形例を概略的に示す斜視図。
【図１５】図１４に示すマイクロニードルの長さ方向に垂直な平面への正射影を示す図。
【図１６】マイクロニードルパッチの製造方法の一例を示すフローチャート。
【図１７】引張圧縮試験機の一部を概略的に示す図。
【図１８】頂角とマイクロニードルの穿刺性能及び折れ難さとの関係の例を示すグラフ。
【図１９】例２においてマイクロニードルに採用した構造を概略的に示す断面図。
【図２０】例２においてマイクロニードルに採用した構造を概略的に示す断面図。
【図２１】例２においてマイクロニードルに採用した構造を概略的に示す断面図。
【図２２】例２においてマイクロニードルに採用した構造を概略的に示す断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の態様について説明する。なお、全ての図を通じて、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。【００１１】
図１は、本発明の一態様に係るマイクロニードルパッチを概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示すマイクロニードルパッチに保護部材を取り付けた状態を概略的に示す斜視図である。図３は、図１に示すマイクロニードルパッチの一部を概略的に示す斜視図である。図４は、図３に示す構造が含んでいるマイクロニードルを概略的に示す斜視図である。【００１２】
なお、図１乃至図４において、Ｘ方向及びＹ方向はマイクロニードルパッチの主面に平行であり且つ互いに直交する方向である。また、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向である。【００１３】
図１に示すマイクロニードルパッチ１は、支持層１１とマイクロニードルアレイ１２とを含んでいる。支持層１１は、第１及び第２主面を有している。第１主面は、マイクロニードルアレイ１２を支持している。【００１４】
このマイクロニードルパッチ１の使用前には、例えば、図２に示すように保護部材２を用いてマイクロニードルアレイ１２を保護する。図２に示す保護部材２は、マイクロニードルアレイ１２に対応した部分が凹んだ板状の成形品であって、接着剤層３を介して支持層１１に貼り付けられている。マイクロニードルパッチ１を使用する際には、これを保護部材２から引き剥がす。そして、マイクロニードルパッチ１を、そのマイクロニードルアレイ１２が突き刺さるように生体に押し当てる。【００１５】
次に、マイクロニードルパッチ１の構成要素について、更に詳しく説明する。  
図１及び図３に示す支持体１１は、単層構造又は多層構造を有している。支持層１１は、硬質であってもよく、可撓性であってもよい。支持層１１の材料としては、例えば、プラスチックなどの有機高分子、金属、ガラス又はそれらの混合物を使用することができる。支持層１１に多層構造を採用した場合には、その一部は、布又は紙であってもよい。典型的には、支持層１１のマイクロニードルアレイ１２側の主面は、マイクロニードルアレイ１２と同一又はほぼ同一の材料からなる。【００１６】
マイクロニードルアレイ１２は、図３に示すように、複数のマイクロニードル１２１からなる。これらマイクロニードル１２１は、支持層１１の第１主面から延びている。【００１７】
各マイクロニードル１２１は、図４に示すように、長さ方向に配列した第１端部１２１ａ及び第２端部１２１ｂを含んでいる。なお、図４において、一点鎖線で示す平面は、第１端部１２１ａと第２端部１２１ｂとの境界面を示している。【００１８】
第１端部１２１ａは、生体に突き刺さり易いように、第２端部１２１ｂ側の一端から他端へ向けて先細りしている。そして、マイクロニードル１２１を支持層１１に十分な強度で固定するために、第２端部１２１ｂは、第１端部１２１ａと比較して、長さ方向に垂直な幅方向についての最小寸法がより大きい。【００１９】
具体的には、第１端部１２１ａは、略四角錐（quadrangular pyramid）形状を有している。第２端部１２１ｂは、略四角錐台（truncated quadrangular pyramid）形状を有している。第１端部１２１ａと第２端部１２１ｂとは、側面の傾斜角が等しい。そして、第１端部１２１ａの側面と第２端部１２１ｂの側面とは、面一である。即ち、各マイクロニードル１２１は、底面がＸ方向及びＹ方向に平行な略四角錐形状を有している。【００２０】
また、マイクロニードル１２１の底面は、Ｘ方向に平行な一対の辺と、Ｙ方向に平行な一対の辺とを含んでいる。そして、第１端部１２１ａのＺ方向についての寸法は、例えば、マイクロニードル１２１のＺ方向についての寸法の１／３以上である。【００２１】
各マイクロニードル１２１において、第１端部１２１ａの最大頂角（apical angle）は、９°乃至５３°の範囲内にあり、典型的には２０°乃至３０°の範囲内にある。また、各マイクロニードル１２１において、第１端部１２１ａの最小頂角は、例えば９°乃至５３°の範囲内にあり、典型的には２０°乃至３０°の範囲内にある。「最大頂角」及び「最小頂角」は、後で定義する。【００２２】
第１端部１２１ａの頂角が小さいと、マイクロニードルパッチ１の生体への適用時に、マイクロニードル１２１の破損を生じ易い。この頂角が大きいと、この頂角が小さい場合と比較して、マイクロニードル１２１の生体表面への突き刺しにより大きな圧力が必要となる。即ち、先の頂角が大きい場合、マイクロニードル１２１の生体表面への円滑な突き刺しが難しくなる。【００２３】
マイクロニードル１２１のＺ方向の寸法は、例えば、約２０μｍ乃至約１．４ｍｍの範囲内にある。この寸法は、例えば、以下に説明するように、マイクロニードルパッチ１の用途に応じて決定することができる。【００２４】
ヒトの皮膚は、表皮、真皮及び皮下組織の３層構造を有している。表皮の厚さは、約０．０７ｍｍ乃至約０．２ｍｍの範囲内にある。角質層の厚さは、約０．０２ｍｍである。表皮と真皮とからなる皮膚の厚さは、約１．５ｍｍ乃至約４ｍｍの範囲内にある。【００２５】
生物活性物質などの供給物質は、真皮に到達しない限り、体内に十分に浸透しない。従って、このような用途を考えた場合には、マイクロニードル１２１のＺ方向の寸法は、例えば約０．０２ｍｍ以上とし、典型的には約０．２ｍｍ以上とする。マイクロニードル１２１を表皮に確実に貫通させるためには、マイクロニードル１２１のＺ方向の寸法は、例えば約０．３ｍｍ以上とする。そして、マイクロニードル１２１を皮膚に確実に貫通させるためには、マイクロニードル１２１のＺ方向の寸法は、例えば約４ｍｍ以上とする。【００２６】
マイクロニードル１２１のＸＹ平面に平行な最大寸法は、例えば、約３００μｍ以下である。この寸法は、例えば、マイクロニードル１２１が生体に与える痛みを考慮して決定することができる。【００２７】
太さが０．２ｍｍの注射針は、痛みを感じさせない針として市販されている。ヒトに痛みを感じさせないためには、マイクロニードル１２１のＸＹ平面に平行な最大寸法は、例えば約０．１５ｍｍ以下とし、典型的には約０．０５ｍｍ乃至約０．０７ｍｍの範囲内とする。【００２８】
これらマイクロニードル１２１は、生体適合性材料を含有している。この生体適合性材料は、典型的には生体適合性及び生分解性材料である。この場合、生体適合性材料としては、例えば、生体内で半減する半減期が約１ヶ月以内のものを使用する。生体適合性材料としては、例えば、下記表に示すキチン及び／又はキトサン、ポリ乳酸、ポリ乳酸とグルコース酸との共重合体、マグネシウム系化合物、又はチタン系化合物を使用することができる。【００２９】
なお、キトサンは、キチンの脱アセチル化物である。また、「キチン及び／又はキトサン」は、キチン及びキトサンの少なくとも一方を意味し、典型的には、キトサン又はキチンとキトサンとの混合物である。以下、「キチン及び／又はキトサン」を「キチン／キトサン」と略記する。
【表１】
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【００３０】
上記表において、「ＰＬＡ」はポリ乳酸を示し、「ＰＬＧＡ」はポリ乳酸とグルコースとの共重合体を示し、「Ｍｇ」はマグネシウム系化合物を示し、「Ｔｉ」はチタン系化合物を示している。マグネシウム系化合物及びチタン系化合物は、人工骨で一般に使用されている化合物である。また、上記表に示す数値は一例であって、分子量などに応じて若干の変動を生じる可能性がある。【００３１】
生体の皮膚は、弾性を有している。例えば、ヒトの表皮、真皮及び皮下組織のヤング率は、それぞれ約０．１４ＭＰａ、約０．０８０ＭＰａ及び約０．０３４ＭＰａである。【００３２】
表皮に針を突き刺すためには、表皮のヤング率よりも大きな力が必要である。そして、表皮に針を確実に突き刺すためには、この力は、表皮のヤング率の約１００倍以上であることが必要であり、約１０００以上であることが望ましい。また、突き刺した針を円滑に引き抜くためには、針の引張強度は、例えば５ＭＰａ以上であることが必要であり、５０ＭＰａ以上であることが望ましい。【００３３】
上記表に示す生体適合性材料は、十分なヤング率を有している。それゆえ、これら生体適合性材料を含んだマイクロニードル１２１は、生体に比較的容易に突き刺さる。従って、例えば、予めマイクロニードル１２１の表面に所定量の供給物質を支持させておいた場合、この供給物質をほぼ設計通りの量で生体内に供給することができる。【００３４】
加えて、上記表に示す生体適合性材料は、十分な引張強度を有している。従って、これら生体適合性材料を含んだマイクロニードル１２１は、生体から引き抜く際に折れ難い。【００３５】
また、生分解性を有している生体適合性材料をした場合、折れたマイクロニードル１２１が生体内に残留したとしても、このマイクロニードル１２１が、マイクロニードルパッチ１を押し当てることによって生体表面に生じた傷の治癒を妨げることは殆どない。特に、キチン／キトサンは、止血効果及び殺菌効果を有している。従って、キチン／キトサンを含んだマイクロニードル１２１は、マイクロニードルパッチ１を押し当てることによって生体表面に生じた傷口を速やかに塞いで生体内へのウイルスの侵入を防止するとともに、生体内でのウイルスの増殖を抑制する。即ち、生体内に残留したマイクロニードル１２１は、マイクロニードルパッチ１を押し当てることによって生体表面に生じた傷の治癒を促進する。【００３６】
上述した供給物質としては、例えば、生体の構成要素に作用する生物活性物質、生体の構成要素に作用しない生物不活性物質、及びそれらの混合物などの機能性物質を使用することができる。生物活性物質としては、例えば、薬物のように生体に投与したときに生体に生理的変化を生じさせ得る１つ以上の物質を使用することができる。この薬物としては、例えば、インスリン、ケタミン、ニトログリセリン、硝酸イソソルビト、エストラジオールツロプテロール、ニコチンスコラポン又は塩酸クロニジンを使用することができる。生物不活性物質としては、例えば、色素及び保湿剤などの化粧品に使用されている１つ以上の物質を使用することができる。【００３７】
マイクロニードル１２１における生体適合性材料含量は、例えば、５０質量％以上とする。この含量の和が小さい場合、マイクロニードル１２１のヤング率及び／又は引張強度が不十分となる可能性がある。【００３８】
これらマイクロニードル１２１には、様々な変形が可能である。  
図４に示すマイクロニードル１２１において、第１端部１２１ａは、略四角錐形状を有している。第１端部１２１ａは、他の形状を有していてもよい。例えば、第１端部１２１ａは、円柱（circular cylinder）、楕円柱（elliptic cylinder）及び角柱（prism）などの柱体（cylinder）であってもよい。柱体は、直柱体（right cylindrical body）であってもよく、斜柱体（oblique cylindrical body）であってもよく、斜切柱体（truncated cylindrical body）であってもよい。但し、第１端部１２１ａには、典型的には、その第２端部１２１ｂ側の一端から他端へ向けて先細りした構造を採用する。この場合、第１端部１２１ａは、例えば、円錐（circular cone）、楕円錐（elliptic cone）及び角錐（pyramid）などの錐体（cone）であってもよい。錐体は、直錐体（right cone）であってもよく、斜錐体（oblique cone）であってもよく、直錐台（right truncated cone）であってもよく、斜錐台（oblique truncated cone）であってもよい。【００３９】
図４に示すマイクロニードル１２１において、第２端部１２１ｂは、略四角錐台形状を有している。第２端部１２１ｂは、他の形状を有していてもよい。例えば、第２端部１２１ｂは、円柱、楕円柱及び角柱などの柱体であってもよい。或いは、第２端部１２１ｂは、その第１端部１２１ａ側の一端から他端へ向けて先細りしていてもよい。この場合、第２端部１２１ｂは、例えば、円錐台（circular truncated cone）、楕円錐台（elliptic truncated cone）及び角錐台（truncated pyramid）などの錐台（truncated cone）であってもよい。錐台は、直錐台であってもよく、斜錐台であってもよい。但し、第２端部１２１ｂには、典型的には、その支持層１１側の一端から他端へ向けて先細りした構造を採用する。この場合、第２端部１２１ｂは、例えば、円錐台、楕円錐台及び角錐台などの錐台であってもよい。錐台は、直錐台であってもよく、斜錐台であってもよい。【００４０】
図４に示すマイクロニードル１２１において、マイクロニードル１２１は、底面がＸ方向及びＹ方向に平行な略四角錐形状を有している。マイクロニードル１２１は、他の形状を有していてもよい。マイクロニードル１２１は、例えば、第１端部１２１ａについて例示した形状と第２端部１２１ｂについて例示した形状との組み合わせにより得られるどのような形状を有していてもよい。但し、マイクロニードル１２１には、典型的には、支持層１１側の一端から他端へ向けて先細りした構造を採用する。この場合、マイクロニードル１２１は、例えば、円錐、楕円錐及び角錐などの錐体であってもよい。錐体は、直錐体であってもよく、斜錐体であってもよく、直錐台であってもよく、斜錐台であってもよい。或いは、マイクロニードル１２１は、錐体形状の第１端部１２１ａと柱体形状の第２端部１２１ｂとが組み合わされた形状を有していてもよい。【００４１】
マイクロニードル１２１の少なくとも１つは、その長さ方向と平行な対称軸を有していてもよい。このようなマイクロニードル１２１は、マイクロニードルパッチ１を生体表面に押し当てたときに折れ難い。【００４２】
マイクロニードル１２１の少なくとも１つは、非対称形であってもよい。例えば、マイクロニードル１２１の少なくとも１つは、その長さ方向と平行な対称軸を有していなくてもよい。この場合、マイクロニードル１２１がＺ方向と平行な対称軸を有している場合と比較して、Ｚ方向と交差する或る方向に力を加えたときにマイクロニードル１２１が折れ易い。【００４３】
図５乃至図１３は、マイクロニードルの変形例を概略的に示す斜視図である。  
図５に示すマイクロニードル１２１は、支持層１１側の一端から他端へ向けて先細りした構造を有している。第１端部１２１ａは四角錐形状を有している。第２端部１２１ｂは、四角錐台形状を有している。そして、第１端部１２１ａの側面がＺ方向に対して為す角度は、第２端部１２１ｂの側面がＺ方向に対して為す角度よりも小さい。【００４４】
このように、第１端部１２１ａと第２端部１２１ｂとは、側面の傾斜角が異なっていてもよい。第１端部１２１ａの側面がＺ方向に対して為す角度が、第２端部１２１ｂの側面がＺ方向に対して為す角度よりも小さい構造を採用すると、生体表面に突き刺し易く、第２端部１２１ｂの位置で折れ難いマイクロニードルが得られる。第１端部１２１ａの側面がＺ方向に対して為す角度が、第２端部１２１ｂの側面がＺ方向に対して為す角度よりも大きい構造を採用すると、全長に亘って折れ難いマイクロニードルが得られる。【００４５】
また、図５に示すマイクロニードル１２１は、第１端部１２１ａと第２端部１２１ｂとの間に、中間部１２１ｃを更に含んでいる。この中間部１２１ｃは、四角錐台形状を有している。そして、中間部１２１ｃの側面がＺ方向に対して為す角度は、第１端部１２１ａの側面がＺ方向に対して為す角度と比較してより大きく、第２端部１２１ｂの側面がＺ方向に対して為す角度と比較してより小さい。【００４６】
このように、マイクロニードル１２１は、第１端部１２１ａ及び第２端部１２１ｂとは側面の傾斜角が異なる錐台又は柱体形状の中間部１２１ｃを更に含んでいてもよい。中間部１２１ｃの側面の傾斜角が、第１端部１２１ａの側面の傾斜角と、第２端部１２１ｂの側面の傾斜角との間にある場合、マイクロニードル１２１の物理的性質をＺ方向についてなだらかに変化させることができる。図５に示す構造を採用すると、第２端部１２１ｂ及びその近傍の強度を高くすることができる。従って、マイクロニードル１２１が第２端部１２１ｂ又はその近傍で折れるのを抑制できる。【００４７】
Ｚ方向に対する中間部１２１ｃの側面の傾きは、第１端部１２１ａの側面の傾き及び第２端部１２１ｂの側面の傾きと比較してより小さくてもよい。例えば、第１端部１２１ａが錐体又は錐台であり、第２端部１２１ｂが錐台であり、中間部１２１ｃが柱体であってもよい。この構造は、マイクロニードル１２１が第２端部１２１ｂの位置で折れるのを抑制するのに有利であり、加えて、マイクロニードル１２１の先端を生体表面からの距離が遠い位置まで到達させる必要がある場合に有用である。【００４８】
図６に示すマイクロニードル１２１は、支持層１１側の一端から他端へ向けて先細りした構造を有している。第１端部１２１ａは四角錐形状を有している。第２端部１２１ｂは、四角柱形状を有している。このように、第１端部１２１ｂが柱体形状を有しているマイクロニードル１２１は、その先端を生体表面からの距離が遠い位置まで到達させる必要がある場合に有用である。【００４９】
図７に示すマイクロニードル１２１では、第１端部１２１ａは、第２端部１２１ｂ側の一端から他端へ向けて先細りした構造を有している。第２端部１２１ｂは、第１端部１２１ａ側の一端から他端へ向けて先細りした構造を有している。具体的には、第１端部１２１ａは、斜四角錐形状を有している。第２端部１２１ｂは、四角錐台形状を有している。【００５０】
このような構造を採用した場合、例えば、図４に示す構造を採用した場合と比較して、突き刺したマイクロニードル１２１を生体から抜け難くすることができる。加えて、このような構造を採用した場合、例えば、図４に示す構造を採用した場合と比較して、マイクロニードル１２１を生体に突き刺した状態で折り易くすることができる。従って、この構造は、マイクロニードル１２１を生体内に残留させる場合に適している。マイクロニードル１２１が薬物を含んでいる場合には、マイクロニードル１２１を生体内に残留させることにより、その薬効を長期に亘って持続させることができる。【００５１】
図８に示すマイクロニードル１２１は、支持層１１側の一端から他端へ向けて先細りした構造を有している。第１端部１２１ａは斜切円柱形状を有している。第２端部１２１ｂは、円柱形状を有している。このように、第１端部１２１ａが斜切柱体である場合、鋭い先端を形成することが比較的容易である。【００５２】
図９及び図１０に示すマイクロニードル１２１は、支持層１１側の一端から他端へ向けて先細りし、長さ方向に延びた貫通孔が設けられた構造を有している。これらマイクロニードル１２１では、第１端部１２１ａは、その高さ方向に延びた貫通孔が設けられた四角錐台形状を有している。図９に示すマイクロニードル１２１では、第２端部１２１ｂは、その高さ方向に延びた貫通孔が設けられた四角錐台形状を有している。図１０に示すマイクロニードル１２１では、第２端部１２１ｂは、その高さ方向に延びた貫通孔が設けられた四角柱形状を有している。【００５３】
図１１及び図１２に示すマイクロニードル１２１は、支持層１１側の一端から他端へ向けて先細りし、長さ方向に延びた貫通孔が設けられた構造を有している。図１１に示すマイクロニードル１２１では、第１端部１２１ａは、その高さ方向に延びた貫通孔が設けられた斜切四角柱形状を有しており、第２端部１２１ｂは、その高さ方向に延びた貫通孔が設けられた直四角柱形状を有している。図１２に示すマイクロニードル１２１では、第１端部１２１ａは、その高さ方向に延びた貫通孔が設けられた斜切円柱形状を有しており、第２端部１２１ｂは、その高さ方向に延びた貫通孔が設けられた直円柱形状を有している。【００５４】
図１３に示すマイクロニードル１２１は、支持層１１側の一端から他端へ向けて先細りし、長さ方向に延びた貫通孔が設けられた構造を有している。第１端部１２１ａは、その高さ方向に延びた貫通孔が設けられた三角錐形状を有している。第２端部１２１ｂは、その高さ方向に延びた貫通孔が設けられた三角錐台形状を有している。図１３に示すマイクロニードル１２１において、貫通孔の一方の開口は三角錐の底面内に位置し、他方の開口は、三角錐の頂点の位置ではなく、三角錐の側面内に位置している。【００５５】
図９乃至図１３に示すようにマイクロニードル１２１に貫通孔を設けた場合、この貫通孔に、例えば、機能性物質などの供給物質を充填することができる。従って、この場合、貫通孔を設けない場合と比較して、より多量の供給物質を生体内に供給することができる。【００５６】
なお、マイクロニードル１２１には、貫通孔を設ける代わりに、凹部を設けてもよい。この凹部には、例えば、機能性物質などの供給物質を充填することができる。従って、この場合も、貫通孔を設けない場合と比較して、より多量の供給物質を生体内に供給することができる。【００５７】
マイクロニードル１２１に設けた貫通孔は、生体内から生体外又は生体外から生体内への物質移動の経路として利用することも可能である。例えば、血液採取又は瀉血を行う場合には、この貫通孔を、生体内から生体外への血液移動の経路として利用することができる。或いは、この貫通孔を介して、生体外から生体内へと液状の物質を移送することができる。このような目的で貫通孔を利用する場合、支持層１１に、貫通孔とマイクロニードルパッチ１の外部とを連絡する流路を設けてもよい。【００５８】
次に、「最大頂角」及び「最小頂角」について説明する。マイクロニードル１２１には様々な構造を採用することができるが、この文脈においては、マイクロニードル１２１の構造に拘らず、第１端部１２１ａの「最大頂角」及び「最小頂角」を以下のように定義する。【００５９】
図１４は、マイクロニードルの更に他の変形例を概略的に示す斜視図である。図１５は、図１４に示すマイクロニードルの長さ方向に垂直な平面への正射影を示す図である。【００６０】
図１４に示すマイクロニードル１２１は、支持層１１側の一端から他端へ向けて先細りした構造を有している。具体的には、このマイクロニードル１２１は、Ｚ方向に垂直な全ての断面が正方形である四角錐台形状を有している。図１５には、このマイクロニードル１２１のＺ方向に平行な平面への正射影１２１’を描いている。【００６１】
図１５において、参照符号Ｄは、マイクロニードル１２１のＺ方向についての寸法を示している。一点鎖線ＰＬ１は、Ｚ方向に垂直であり且つマイクロニードル１２１の第１端部１２１ａ側の端からＤ／１０だけ離れた平面を示している。一点鎖線ＰＬ２は、Ｚ方向に垂直であり且つマイクロニードル１２１の第１端部１２１ａ側の端からＤ／３だけ離れた平面を示している。点ＩＰ１及びＩＰ３は、正射影１２１’の輪郭と平面ＰＬ１との交点である。点ＩＰ２及びＩＰ４は、正射影１２１’の輪郭と平面ＰＬ２との交点である。そして、頂角θは、交点ＩＰ１及びＩＰ２を通る直線Ｌ１と、交点ＩＰ３及びＩＰ４を通る直線Ｌ２とが為す角度である。【００６２】
マイクロニードル１２１がＺ方向に平行な対称軸を有する回転体である場合、マイクロニードル１２１を投射する平面をＺ方向に平行な軸の周りで回転させても、頂角θは変化しない。これに対し、マイクロニードル１２１がＺ方向に平行な対称軸を有していない場合、マイクロニードル１２１を投射する平面をＺ方向に平行な軸の周りで回転させると、頂角θは変化する。何れの場合であっても、第１端部１２１ａの最大頂角及び最小頂角は、それぞれ、この頂角θの最大値及び最小値である。【００６３】
例えば、図１４に示す構造を採用した場合には、第１端部１２１ａの最大頂角は、このマイクロニードル１２１を、Ｘ方向及びＹ方向に対して４５°の角度を為す方向に垂直な平面に投射したときに得られる頂角θである。そして、この場合、第１端部１２１ａの最小頂角は、このマイクロニードル１２１をＸ方向又はＹ方向に垂直な平面に投射したときに得られる頂角θである。また、マイクロニードル１２１がＺ方向に平行な対称軸を有する回転体である場合、最大頂角は最小頂角と等しい。【００６４】
このマイクロニードルパッチ１は、例えば、以下の方法により製造することができる。【００６５】
図１６は、マイクロニードルパッチの製造方法の一例を示すフローチャートである。  
この方法では、まず、複数の凸部が設けられた原版を作製する。これら凸部は、マイクロニードル１２１とほぼ等しい形状に形成すると共に、マイクロニードル１２１に対応して配置する。【００６６】
次に、この原版を用いて、その凸パターンに対応した凹パターンを有する版を作製する。続いて、この版を用いて、その凹パターンに対応した凸パターンを有する複製版を作製する。【００６７】
次いで、この複製版をマイクロニードル１２１の原料からなるフィルム又はシートの裏面に押し当て、更に、このフィルム又はシートを加熱する。これにより、このフィルム又はシートの表面に、先の凸パターンを生じさせる。フィルム又はシートは、十分に冷えた後に複製版から剥離する。【００６８】
次に、成形したフィルム又はシートを適当な寸法に裁断する。これにより、マイクロニードルパッチ１を得る。なお、通常は、１枚のフィルム又はシートから多数のマイクロニードルパッチ１を製造する。【００６９】
その後、これらマイクロニードルパッチ１の検査を行う。以上のようにして、マイクロニードルパッチ１の製造を終了する。【００７０】
この方法では、フィルム又はシートへのパターン形成に使用する版として、凸パターンを有する版を用いている。その代わりに、フィルム又はシートへのパターン形成に使用する版として、凹パターンを有する版を用いてもよく、凸パターンを有する版と凹パターンを有する版との双方を用いてもよい。【００７１】
マイクロニードル１２１の表面に供給物質を支持させる場合、例えば、先の製造プロセスは、供給物質を含んだ流体をマイクロニードルアレイ１２に向けて噴霧する工程を更に含んでいてもよい。また、支持層１１に多層構造を採用する場合、先の製造プロセスは、フィルム又はシートに凸パターンを転写する工程の後に、フィルム又はシートに他の層を貼り付ける工程、及び／又は、フィルム又はシート上に他の層を形成する工程を更に含んでいてもよい。【００７２】
この方法で使用するフィルム又はシートは、例えば、以下の方法により製造することができる。一例として、生体適合性材料がキチン／キトサンである場合に使用可能なフィルム又はシートの製造方法を説明する。【００７３】
まず、カルシウム化合物のメタノール溶液にキチンを溶解させる。次に、この溶液に、大量の水を添加して、キチンを沈殿させる。次いで、この沈殿物から透析によってカルシウムを除去する。これにより、キチン含量が４乃至５％程度の白色ゲルを得る。その後、このゲルを蒸留水と混合して懸濁液を調製し、この懸濁液を用いて紙漉を行う。更に、層状の生成物をプレス及び乾燥することにより、キチン含量が１００％のフィルム又はシートを得る。【００７４】
このマイクロニードルパッチ１は、他の方法で製造することも可能である。例えば、フォトリソグラフィを利用してマイクロニードルアレイ１２を形成してもよい。この場合、例えば、マイクロニードル１２１に対応して遮光部が島状に設けられたフォトマスクを使用することができる。【００７５】
次に、本発明の例を説明する。  
（例１）
本例では、各々が図１に示す構造を有しており且つマイクロニードル１２１の構造が互いに異なる複数のマイクロニードルパッチ１を製造した。具体的には、各マイクロニードルパッチ１において、マイクロニードル１２１の本数は９００本とし、マイクロニードル１２１の形状は円錐台とし、その材料としてポリ乳酸を使用した。頂角が１２°以下のマイクロニードル１２１は、ポリ乳酸からなる糸の一部を引き伸ばし、これを最も細い位置で切断することにより形成した。頂角がより大きなマイクロニードル１２１は、金型を用いて形成した。この金型は、微細加工技術を利用して形成した。【００７６】
次に、これらマイクロニードルパッチ１の各々について、図１４及び図１５を参照しながら説明した方法により、最大頂角を測定した。具体的には、マイクロニードル１２１の長さ方向に平行にスクリーンを設置し、１ｘレンズを用いてマイクロニードル１２１をスクリーンに投影した。なお、本例において、最大頂角は、最小頂角と等しい。【００７７】
次に、これらマイクロニードルパッチ１の各々について、引張圧縮試験機ＴＥＮＳＩＬＯＮ（登録商標）を用いてマイクロニードル１２１の性能を調べた。【００７８】
図１７は、引張圧縮試験機の一部を概略的に示す図である。図１７に示すように、ラットの皮膚４を間に挟んでシリコーンゴム層３とマイクロニードルパッチ１とを重ね合わせ、この積層体を引張圧縮試験機５に搭載した。ラットの皮膚４は、日本チャールズリバー社から購入した。そして、この積層体に５ｋｇｆの荷重を加え、ラットの皮膚に突き刺すことができたマイクロニードル１２１の割合と、折れたマイクロニードル１２１の割合とを調べた。【００７９】
図１８は、頂角とマイクロニードルの穿刺性能及び折れ難さとの関係の例を示すグラフである。図中、横軸は第１端部１２１ａの最大頂角を示し、縦軸はマイクロニードル１２１の穿刺性能及び折れ難さを示している。なお、この図には、マイクロニードル１２１の折れ難さとして、折れなかったマイクロニードル１２１の本数ｓ１とマイクロニードル１２１の全本数ｔ１との比ｓ１／ｔ１に１００を乗じた値ｓ１／ｔ１×１００がプロットされている。また、この図には、マイクロニードル１２１の穿刺性能として、ラットの皮膚に突き刺すことができたマイクロニードルの本数ｓ２と本数ｓ１との比ｓ２／ｓ１に１００を乗じた値ｓ２／ｓ１×１００がプロットされている。【００８０】
図１８に示すように、頂角が約９°乃至約５３°の範囲内にある場合、５０％以上の穿刺性能及び５０％以上の折れ難さを達成することができた。頂角が約１８°乃至約３０°の範囲内にある場合、９０％を超える穿刺性能及び９０％を超える折れ難さを達成することができた。そして、頂角が約２０°乃至約３０°の範囲内にある場合、ほぼ１００％の穿刺性能及びほぼ１００％の折れ難さを達成することができた。【００８１】
（例２）
図１９及び図２２は、例２においてマイクロニードルに採用した構造を概略的に示す断面図である。図１９及び図２２に示すマイクロニードル１２１の各々は、一端から他端へ向けて先細りした形状を有しており、Ｚ方向に垂直な全ての断面が円形である。【００８２】
具体的には、図１９及び図２１に示すマイクロニードル１２１の各々は、Ｚ方向に平行な対称軸を有している回転体である。図１９に示すマイクロニードル１２１は、円錐形状の第１部分１２１ａと円柱形状の第２部分１２１ｂとを含んでいる。図２１に示すマイクロニードル１２１は、Ｚ方向に平行な方向に延びた貫通孔が設けられていること以外は、図１９に示すマイクロニードル１２１と同様の構造を有している。【００８３】
図２０及び図２２に示すマイクロニードル１２１の各々は、Ｚ方向に平行な対称軸を有していない。図２０に示すマイクロニードル１２１は、斜円錐形状を有している。図２２に示すマイクロニードル１２１は、Ｚ方向に平行な方向に延びた貫通孔が設けられていること以外は、図２０に示すマイクロニードル１２１と同様の構造を有している。【００８４】
本例では、マイクロニードル１２１に図１９乃至図２２の構造を採用したこと以外は例１で説明したのと同様の方法により、第１端部１２１ａの頂角が異なる複数のマイクロニードルパッチ１を製造した。マイクロニードル１２１のＺ方向に垂直な方向についての最大寸法は、約３００μｍとした。また、貫通孔の径は、約２０μｍとした。【００８５】
これらマイクロニードル１２１についても、例１で説明したのと同様の測定を行った。その結果、優れた穿刺性能及び折れ難さを達成する頂角の範囲は、例１とほぼ同様であった。【００８６】
（例３）
本例では、ポリ乳酸の代わりにポリ乳酸とグリコール酸との共重合体を使用したこと以外は例２で説明したのと同様の方法により、マイクロニードル１２１の構造が異なる複数のマイクロニードルパッチ１を製造した。そして、これらマイクロニードルパッチ１の各々について、例１で説明したのと同様の測定を行った。その結果、優れた穿刺性能及び折れ難さを達成する頂角の範囲は、例１とほぼ同様であった。【００８７】
更なる利益及び変形は、当業者には容易である。それゆえ、本発明は、そのより広い側面において、ここに記載された特定の記載や代表的な態様に限定されるべきではない。従って、添付の請求の範囲及びその等価物によって規定される本発明の包括的概念の真意又は範囲から逸脱しない範囲内で、様々な変形が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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