(57)【要約】【課題】  物質の拡散性に優れたマイクロニードルおよびマイクロニードルアレイを提供する。【解決手段】  錐体、錐台もしくは錐体の頂部が曲面あるいは平面に置き換えらえた形状からなるマイクロニードルであって、高さが２０μｍ以上５００μｍ未満であり、高さｈと底辺の最大長さａのアスペクト比（ｈ／ａ）が２以上であり、かつメソポーラス材料から構成されているマイクロニードル。基材上に、上記のマイクロニードルを複数個有するマイクロニードルアレイ。前記マイクロニードルは、円錐状、円錐台状、多角錐状または多角錐台状のいずれかの形状である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
錐体、錐台もしくは錐体の頂部が曲面あるいは平面に置き換えらえた形状からなるマイクロニードルであって、高さが２０μｍ以上５００μｍ以下であり、高さｈと底辺の最大長さａのアスペクト比（ｈ／ａ）が２以上であり、かつメソポーラス材料から構成されていることを特徴とするマイクロニードル。
【請求項２】
前記マイクロニードルは、円錐状、円錐台状、多角錐状または多角錐台状のいずれかの形状であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロニードル。
【請求項３】
前記高さが３０μｍ以上２５０μｍ以下であり、アスペクト比（ｈ／ａ）が４以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロニードル。
【請求項４】
前記マイクロニードルの底面と表面との間に連続した空孔を有し、前記空孔がメソポーラス材料の空孔であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載のマイクロニードル。
【請求項５】
前記メソポーラス材料の空孔が一軸方向に配向しており、その配向方向がマイクロニードルの長手方向であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載のマイクロニードル。
【請求項６】
前記連続した空孔は物質の輸送を行うことを特徴とする請求項５に記載のマイクロニードル。
【請求項７】
前記メソポーラス材料の空孔中に薬剤を保持していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの項に記載のマイクロニードル。
【請求項８】
基材上に、請求項１乃至７のいずれかに記載のマイクロニードルを複数個有することを特徴とするマイクロニードルアレイ。
【請求項９】
前記基材が連続した孔を有し、前記孔は基材の表面と裏面の間を連通していることを特徴とする請求項８に記載のマイクロニードルアレイ。
【請求項１０】
前記連続した孔は物質の輸送を行うことを特徴とする請求項９に記載のマイクロニードルアレイ。
【請求項１１】
前記基材の孔の孔径と、前記基材上のマイクロニードルのメソポーラス材料の空孔の孔径は異なることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかの項に記載のマイクロニードルアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロニードルおよびマイクロニードルアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
経皮吸収を利用した薬剤の投与は、肝臓での初回通過効果を回避できること、頻回投与の必要性が小さいこと等の経口、注射投与にはない長所を有している。この経皮吸収の阻害要因として、皮膚の表面に存在する角質層のバリア機能がある。このバリア機能は、体内の水分の蒸発や体液の漏出を防ぐ一方で、投与された薬剤が経皮吸収されることを阻害する。この機能は、主に角質層の物質の通過性の低さに起因する。このため、経皮吸収を利用した薬剤投与により薬剤の血中濃度を一定に保つためには、皮膚表面の角質層のバリア機能により低下している経皮吸収の効率を改善する必要がある。
【０００３】
マイクロニードル法は、その角質層のみを通過する針を有する剣山のようなものを皮膚に適用することで、神経に到達させず、すなわち痛みを感じさせずに、角質層に穴を開けバリア機能を回避させる方法で、薬剤投与のみならず検体採取にも応用可能である。これに用いるマイクロニードルは、医療、創薬、化粧品等の分野で活発な研究、開発がおこなわれている。
【０００４】
たとえば、医療用のマイクロニードルとしては、マイクロニードルに形成された貫通孔を通して、体内への薬剤の供給や、体内からの体液の採取を行うものが提案されている。特許文献１には、熱インプリント法によって形成されたマイクロニードルに短パルスレーザー法によって貫通孔を形成したマイクロニードルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７２６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている貫通孔を形成したマイクロニードルでは、針の先鋭部を確保するために、設定できる針の体積に対する孔の比率に限界があった。このために、目的物質、例えば薬剤等の拡散性に限界があった。
【０００７】
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、物質の拡散性に優れたマイクロニードルおよびマイクロニードルアレイを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するマイクロニードルは、錐体、錐台もしくは錐体の頂部が曲面あるいは平面に置き換えらえた形状からなるマイクロニードルであって、高さが２０μｍ以上５００μｍ未満であり、高さｈと底辺の最大長さａのアスペクト比（ｈ／ａ）が２以上であり、かつメソポーラス材料から構成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記の課題を解決するマイクロニードルアレイは、基材上に、上記のマイクロニードルを複数個有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、物質の拡散性に優れたマイクロニードルおよびマイクロニードルアレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のマイクロニードルの一実施態様を示す概略図である。
【図２】本発明のマイクロニードルの断面形状の一例を示す模式図である。
【図３】本発明のマイクロニードルアレイの一実施態様を示す概略図である。
【図４】本発明のマイクロニードルの製造方法の一実施態様を示す工程図である。
【図５】本発明のマイクロニードルの製造方法の他の実施態様を示す工程図である。
【図６】マイクロニードルより放出された薬剤の濃度分布を表す計算結果を示す図である。
【図７】従来のマイクロニードルを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
まず、本発明のマイクロニードルについて説明する。
【００１４】
本発明に係るマイクロニードルは、錐体、錐台もしくは錐体の頂部が曲面あるいは平面に置き換えらえた形状からなるマイクロニードルであって、高さが２０μｍ以上５００μｍ未満であり、高さｈと底辺の最大長さａのアスペクト比（ｈ／ａ）が２以上であり、かつメソポーラス材料から構成されていることを特徴とする。
【００１５】
図１は、本発明のマイクロニードルの一実施態様を示す概略図である。本発明のマイクロニードル１１は、多孔体である空孔を有するメソポーラス材料１２から構成されている。前記メソポーラス材料１２の空孔１３を通じて薬剤等の物質を輸送することで、矢印Ａで示すようにマイクロニードルの全部の位置から薬剤等の物質を放出することが可能である。
【００１６】
図７は、従来のマイクロニードルを示す概略図である。従来のマイクロニードル７１は貫通孔７２を有し、前記貫通孔７２の一箇所から薬剤等の物質を矢印Ｂで示すように一方向に放出する。そのために、本発明のマイクロニードルは空孔を有するメソポーラス材料から構成されるので、従来のマイクロニードルと比較して目的物質の拡散性が高いことを特徴とする。
【００１７】
本発明のマイクロニードルの形状は、錐体、錐台もしくは錐体の頂部が曲面あるいは平面に置き換えらえた形状からなる。前記マイクロニードルの形状は、円錐状、円錐台状、多角錐状または多角錐台状のいずれかの形状であることが好ましい。前記マイクロニードルの形状は、略円錐台状、略多角錐状、略多角錐台状のいずれかの形状もでもよい。錐体、錐台もしくは錐体の頂部が曲面あるいは平面に置き換えらえた形状には、それらの側面が凹形状または凸形状になったものも含まれる。
【００１８】
図２は、本発明のマイクロニードルの断面形状の一例を示す模式図である。図２に示すマイクロニードルは円錐台状の断面形状を示し、ｈはマイクロニードルの高さ、ａは底辺の最大長さ、ｐは底面、ｑは表面を表す。マイクロニードル１の高さｈは、使用位置において、皮膚表面の角質層のバリア機能を回避し、目的物質の投与効果を高める目的と使用対象に痛みを与えない目的を両立させる高さにすることが望ましい。そのためには、皮膚における角質層の厚さ以上、表皮の厚さ以下とすることが好ましい。好適な高さｈは、使用箇所によって異なるが、２０μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以上２５０μｍ以下が望ましい。
【００１９】
本発明のマイクロニードルの形状は、皮膚への刺入の観点から、高さｈと底辺の最大長さａのアスペクト比（ｈ／ａ）が２以上、好ましくは４以上、さらに好ましくは４以上５０以下が望ましい。
【００２０】
本発明のマイクロニードルは、多孔体であるメソポーラス材料から構成されることを特徴とする。そのために、本発明のマイクロニードルは、多数の空孔を有する。また、本発明のマイクロニードルは、底面と表面との間に連続した空孔を有し、前記空孔がメソポーラス材料の空孔である。
【００２１】
この空孔は、マイクロニードルの底面（図２中ｐ）と表面（図２中ｑ）を連通していてよい。この空孔が連通していることにより、底面と表面との間の物質の輸送を行うことができる。また、この空孔は、配向性をもって配列されていてよい。特に、この空孔が一軸方向に配向しており、その配向方向がマイクロニードルの長手方向である場合には、底面と表面との間の物質の輸送を効果的に行うことができるために好ましい。この場合の一軸方向への配向とは、この孔の配向分布が半値全幅で４５度以下であることを意味する。この配向方向は、面内エックス線回折測定のロッキングカーブ測定、断面サンプルの角度を変えての透過型電子顕微鏡観察により検証することができる。
【００２２】
本発明のマイクロニードルは、必要に応じてその空孔中に薬剤を導入、保持させてよい。本発明のマイクロニードルは、メソポーラス材料の持つ広大な表面積により大量の薬剤を吸着することができる。ここで薬剤とは、医薬品、化粧品等が挙げられる。
【００２３】
次に、本発明のマイクロニードルアレイについて説明する。
【００２４】
本発明のマイクロニードルアレイは、基材上に、上記のマイクロニードルを複数個有することを特徴とする。
【００２５】
図３は、本発明のマイクロニードルアレイの一実施態様を示す概略図である。図３において、本発明のマイクロニードル３１は、必要に応じて基材３０上に形成されていてよい。この基材３０に用いる材料としては、特に制限はないが、例としては高分子材料、無機材料、金属材料等を挙げることができる。
【００２６】
また、基材３０が連続した孔を有し、前記孔は基材の表面と裏面の間を連通していることが好ましい。基材３０が、その表裏間の物質の輸送を行う連続した孔３２を有していることで、基材の裏面（マイクロニードルが形成されている面の反対側の面）と、マイクロニードルとの間の物質輸送が可能となる。また、この基材は、メソポーラス材料から構成され、基材の表裏間の物質輸送を行う孔がメソ孔であってもよい。この基材の表裏間の物質の輸送を行う連続した孔３２の孔径と、基材上のマイクロニードルを構成するメソポーラス材料の空孔３３の孔径は異なっていてもよい。
【００２７】
この孔と空孔の孔径を積極的に変化させ、基材とメソポーラス材料の表面エネルギーを制御することにより、孔中の物質の輸送方向を制御することができる。例えば、基材に表面エネルギーの大きな材料を用いることで、（比較的に比表面積の小さな）孔径の大きな材料（図３では比較的に大きな孔３２を有する基材３０）から（比較的に比表面積の大きな）孔径の小さな材料（図３では、比較的に小さな空孔３３を有するマイクロニードル３１のメソポーラス材料）に向けて物質を輸送することができる。ここでは、例として基材の孔の方がメソポーラス材料の空孔よりも大きな場合を表しているが、所望の物質の輸送方向に応じて、反対の、基材の孔の方がメソポーラス材料の空孔よりも小さい構成を選択することもできる。このことにより、物質の輸送の方向の制御、例えば体内への薬剤の導入、体内からの体液の採取の機能を付与することができる。
【００２８】
本発明に用いられるメソポーラス材料の空孔は、孔径が２ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下が望ましい。また、基材の孔は、孔径が２ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下が望ましい。この空孔サイズは、窒素等の等温吸着線測定を行い、ＢＪＨ（Ｂａｒｒｅｔｔ−Ｊｏｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａ）法等を用いて算出することができる。
【００２９】
また、この基材は必要に応じて表面に緻密な表面層３４を有していてよい。緻密な表面層を有することによって、マイクロニードル以外の部位からの薬剤の漏出を防止することができる。この緻密な表面層は、特に限定されるものではないが、例えば図３に示す表面層３４としてバリア層を形成することが好ましい。バリア層としては、例えば高分子の被覆膜を用いることができる。
【００３０】
この基材の裏面に必要に応じて薬剤保持層を設置することが好ましく行われる。薬剤保持層は、薬剤、薬剤を含んだ物質を保持、貯留し、マイクロニードルを通じて供給する働きを担う。また、逆にマイクロニードルを通じて採取した物質（体液等）を貯留する働きを担う。ここで、基材は、この薬剤保持層を兼務してもよい。この薬剤保持層は特に限定されるものではないが、例えば高分子材料を用いることができる。
【００３１】
この基材上に複数のマイクロニードルを配置し、マイクロニードルアレイとすることが好ましい。マイクロニードルアレイとすることで、より多くの薬剤等を投与すること、より多くの体液等を採取することが可能となる。
【００３２】
本発明に用いられるメソポーラス材料は、孔径が２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の多孔質材料である。空孔率は１０％以上８０％以下が好ましい。メソポーラス材料は、主に分子集合体を鋳型として、壁材料がその分子集合体の構造を固定化したメソ構造体より、鋳型を除去することによって形成される。この分子集合体を形成する材料の例としては界面活性剤が挙げられる。
【００３３】
メソポーラス材料の壁材料としては、特に限定されるものではないが、酸化物、高分子化合物、金属等を挙げることができる。酸化物としては、無機酸化物、および無機酸化物の骨格内外に有機物を含むもの意味する。この無機酸化物の例としては、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化ジルコニア、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化タングステン、酸化ハフニウム、酸化亜鉛を挙げることができる。その中でも酸化ケイ素が最も好ましい。無機酸化物の骨格に有機物を含むものとしては、上記のたとえば、ケイ素のように無機酸化物を構成する酸素以外の原子が有機分子に結合したものが挙げられる。上記酸化物は、酸化物前駆体より形成される。酸化物前駆体の例としては、ケイ素や金属元素のアルコキサイド、塩化物等が挙げられる。高分子化合物の例としては、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂等を挙げることができる。金属としては、ニッケル、鉄、またこれらの合金等を挙げることができる。
【００３４】
メソポーラス材料の鋳型材料としては、特に限定されるものではないが界面活性剤が好ましく用いられる。界面活性剤の例としては、イオン性、非イオン性の界面活性剤を挙げることができる。このイオン性界面活性剤の例としては、トリメチルアルキルアンモニウムイオンのハロゲン化物塩を挙げることができる。非イオン性の界面活性剤の例としては、ポリエチレングリコールを親水基として含むものを挙げることができる。ポリエチレングリコールを親水基として含む界面活性剤の具体例としては、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコール‐ポリプロピレングリコール‐ポリエチレングリコールのブロックコポリマーを挙げることができる。界面活性剤の疎水部位、親水部位の分子量を変化させることにより構造周期を変化させることが可能である。一般的に疎水部位、親水部位を大きなものとすることにより孔径を拡大することが可能である。また、界面活性剤に加えて、構造周期を調整するための添加物を加えてもよい。この構造周期を調整するための添加物としては、疎水性物質が挙げられる。この疎水性物質の例としては、アルカン類、親水性基を含まない芳香族化合物等が挙げられ、具体的な例としては、オクタンが挙げられる。
【００３５】
メソポーラス材料の製造方法は、特に制限されるものではないが、例えば、以下の方法で製造することができる。集合体が鋳型として機能する界面活性剤の溶液に、壁材料の前駆体を加え、所望の形状とし、壁材料の生成反応を行う。その後に、鋳型分子を除去することにより、メソポーラス材料とする。その際の鋳型分子、壁材料の組み合わせにより、形成するメソ構造を選択することができる。
【００３６】
本発明のマイクロニードルに対しては、連続孔を持つメソ構造をもつものが有利である。また本発明のマイクロニードルでは、必要に応じてこの空孔が一軸方向に配向していてよい。この配向方法は、特に制限されるものではないが、例えばメソポーラス材料の製造形成を強磁場中で行うことが挙げられる。
【００３７】
次に、本発明のマイクロニードルの製造方法について説明する。
【００３８】
本発明のメソポーラス材料からなるマイクロニードルの製造方法としては、特に制限されるものではないが、例えば（１）マスクを形成した後エッチングする方法、（２）マイクロモールド法を挙げることができる。以下に、製造方法の具体例を図面を用いて説明する。
【００３９】
（１）マスクを形成した後エッチングする方法
図４は、本発明のマイクロニードルの製造方法の一実施態様を示す工程図である。本発明のマイクロニードルの製造方法は、まず、メソポーラス膜４０を作製し（図４（ａ））、その上にマスク層４１を形成する（図４（ｂ））。マスク層４１としては、感光性樹脂や、金属、金属化合物、酸化物等を用いることができ、メソポーラス膜の材料に応じて適切な材料を選択することが好ましい。
【００４０】
次に、マスク層にパターニングを行いマスク４２を形成する（図４（ｃ））。マスク層が感光性樹脂である場合には、リソグラフィ法によりパターニングを行い、マスク４２を形成する。マスク層が金属等の場合には、さらにマスク層のマスクとなる層にリソグラフィ法によりパターニングを行った後、マスク層をエッチングすることで、マスク層にパターニングを行いマスクを形成する。
【００４１】
次に、マスクが形成されたメソポーラス膜をエッチングすることにより、マイクロニードル４３を形成する（図４（ｄ））。マイクロニードルの形成後もマスクが残存する場合には、必要に応じてレジスト剥離液等を用いることによりマスクを除去する（図４（ｅ））。
【００４２】
（２）マイクロモールド法
図５は、本発明のマイクロニードルの製造方法の他の実施態様を示す工程図である。本発明のマイクロニードルの製造方法は、まず、離型性のよいＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等のモールド５０を準備し（図５（ａ））、モールド５０にメソポーラス材料の前駆体５１を導入する（図５（ｂ））。メソポーラス材料の前駆体が固化してメソポーラス材料となった後にモールド５０を分離し、マイクロニードル５２を得る（図５（ｃ））。
【００４３】
本発明のマイクロニードルは、必要に応じてその空孔中に薬剤を導入、保持させてよい。マイクロニードルへの薬剤の導入は、特に限定されるものではないが、マイクロニードルに薬剤を含む液を付与し、乾燥する方法等が挙げられる。ここで薬剤とは、医薬品、化粧品等が挙げられる。
【実施例】
【００４４】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明の方法は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００４５】
（実施例１）
本実施例には、本発明のマイクロニードルの特徴である高い拡散性の、計算による実証、具体的にはマイクロニードルより薬剤が拡散した際の濃度プロファイルについて記載する。
【００４６】
図６には、マイクロニードルより放出された薬剤の濃度分布を表す計算結果を示す。図中のｘはマイクロニードルの底部に平行な方向、ｙはマイクロニードルの底部に垂直な方向を示す。図６（ａ）は、空孔にテストステロンを含浸させた、高さ２００μｍ、底部が５０μｍ四方の正方形である四角錐のメソポーラスマイクロニードル（空孔率５０％）から水溶液へ、物質（テストステロン）が拡散（拡散係数Ｄ＝７．５×１０−６ｃｍ２ｓ−１）する場合の物質の濃度分布を示す。１ｈ経過後の状態を示し、図中、白色が高濃度、黒色が低濃度を意味し、マイクロニードルの存在位置を点線で示す。ここから、メソポーラス材料を用いたマイクロニードルは、全方位に対して広く物質が拡散していることが確認された。
【００４７】
（比較例１）
実施例１に対する比較例１を図６（ｂ）に示す。ここでは、空孔に物質（テストステロン）を含浸させた、高さ２００μｍ、底部が５０μｍ四方の正方形である四角錐に、一辺１０μｍの正方形断面の貫通孔を一個設けた貫通孔マイクロニードルから水溶液へ、同物質が拡散した場合の物質の濃度分布を示す。１ｈ経過後の状態を示し、図６（ｂ）の比較例では、物質の拡散は、図６（ａ）と比較して狭い範囲にとどまっていた。
【００４８】
実施例１と比較例１の比較から、本発明のメソポーラス材料を用いたマイクロニードルのもつ高い拡散性が確認された。
【００４９】
（実施例２）
本実施例には、マスクを形成した後、エッチングによって形成したメソポーラスマイクロニードルアレイの製造方法について記載する。
【００５０】
（２−１）メソ構造体膜の作製
８．７ｇのテトラエトキシシラン、３ｇのセチルピリジニウムクロライド、２．２ｇの０．１Ｍ塩酸を、２５．９ｇのエタノールおよび２７．７ｇのｎ−ヘプタン混合溶媒に溶解させ、１時間還流する。その溶液をエバポレーターを用いて濃縮し、シリコン基板上にキャストする。基板をシャーレ内で乾燥させることで厚さ２５０μｍのメソ構造体膜を得る。
【００５１】
（２−２）マイクロニードルの形成
マイクロニードルの形成について図４を用いて説明する。（２−１）の項で形成したメソ構造体膜４０にフォトレジストのマスク層４１をスピンコート法により塗布し、フォトリソグラフィ法により、直径５０μｍのドットパターンを縦１０、横１０個配置したマスク４２を形成する。その後、ＣＦ４ガスによるドライエッチングを実施し、底部の直径が５０μｍ、高さが２５０μｍの円錐形状のマイクロニードルを形成する。さらに、マスクとメソ構造体膜中の鋳型を除去するために、大気中４００℃で１２時間焼成することによりメソポーラスマイクロニードルアレイを作製する。その後、テストステロンのエタノール溶液をマイクロニードルに滴下、乾燥することにより、メソポーラス材料の空孔中に薬剤を保持したマイクロニードルを作製する。
【００５２】
（２−３）メソポーラスマイクロニードルからの物質の放出試験
作製したメソポーラスマイクロニードルの孔中に、マーカーとなる水溶性シアニン色素を担持させる。そのマイクロニードルに生理食塩水を接触させ、マーカーの放出を光学顕微鏡で観察することで放出試験を行う。
【００５３】
試験の結果、マイクロニードルの全面からの色素の放出を確認し、メソポーラス材料を用いたマイクロニードルのもつ高い拡散性が確認される。
【００５４】
（実施例３）
本実施例には、マスクを形成して後エッチングする手法を用いて、メソポーラス材料の空孔が、マイクロニードルの長手方向に一軸配向したメソポーラスマイクロニードルアレイの製造方法について説明する。
【００５５】
（３−１）メソ構造体膜の作製
５．２ｇのテトラエトキシシラン、２．７ｇの０．０１Ｍ塩酸、６ｇのエタノールを２０分間攪拌した後、１．３８ｇのポリエチレングリコール（２０）−ポリプロピレングリコール（７０）−ポリエチレングリコール（２０）（カッコ内の数字はブロックの繰り返し数）、４．０ｇのエタノールを加え３時間攪拌し、前駆体溶液を調製する。ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）膜を形成したシリコン基板上に前駆体溶液をキャストし、基板を１２テスラの磁場中に、磁場が基板面に垂直になるように１時間静置し、メソ構造体膜の界面活性剤によって充填された孔が基板面に垂直に配向した厚さ６０μｍのメソ構造体膜を作製する。そのメソ構造体膜の界面活性剤によって充填された孔の配向は、断面透過型顕微鏡観察により確認される。
【００５６】
（３−２）マイクロニードルの形成
（３−１）項で形成したメソ構造体膜にフォトレジストをスピンコート法により塗布し、フォトリソグラフィ法により、直径７μｍのドットパターンを縦１０、横１０個配置したマスクを形成する。その後、ＣＦ４ガスによるドライエッチングを実施し、低部の直径が７μｍ、高さが３０μｍの円錐形状のマイクロニードル１００個をメソ構造体膜上に有するマイクロニードルアレイを形成する。その後、大気中４００℃で１２時間焼成した後、マイクロニードルアレイの形成された膜を基板から剥離することによりメソポーラスマイクロニードルを作製する。マイクロニードルアレイの裏面（マイクロニードルが形成されている面とは反対側の面）を希水酸化ナトリウム水溶液でソフトウェットエッチングして、メソポーラス膜を若干薄くすることで、表から裏まで孔を連通させる。
【００５７】
この様にして、メソポーラス膜の厚さ方向の一部のみをマイクロニードル化しており、それらのマイクロニードルの裏側には全面にわたってメソポーラス膜が残されている状態で、ウエットエッチングすることで、メソポーラス膜の裏面まで孔を連通させたメソポーラスマイクロニードルアレイを得た。
【００５８】
（３−３）メソポーラスマイクロニードルからの物質の放出試験
作製したメソポーラスマイクロニードルの裏面（ニードル構造の無い方の面）に、マーカーとなる水溶性シアニン色素溶液を含む、高分子の薬剤保持層を設置する。そして表面のマイクロニードルに生理食塩水を接触させ、マーカーの放出を顕微鏡で観察する。その結果、ニードル全面からの高効率の色素の放出を確認し、孔が基板面に垂直に配向したメソポーラス材料を用いたマイクロニードルのもつ高い透過性、拡散性が確認される。
【００５９】
（実施例４）
本実施例には、マイクロモールド法を用いた、基材の表裏間の物質の輸送を行う連続した孔の孔径と、マイクロニードルを構成するメソポーラス材料の空孔の孔径が異なるメソポーラスマイクロニードルアレイについて説明する。
【００６０】
（４−１）前駆体溶液の調製
８．７ｇのテトラエトキシシラン、２．３ｇのポリエチレングリコール（２０）‐ポリプロピレングリコール（７０）‐ポリエチレングリコール（２０）（カッコ内の数字はブロックの繰り返し数）４．５ｇの０．０１Ｍ塩酸を２１．７ｇのエタノールと２２．６ｇのｎ−ヘプタン混合溶媒に溶解させ、１時間還流する。エバポレーターを用いて溶媒を濃縮し前駆体溶液を調製する。
【００６１】
（４−２）二層型メソポーラスマイクロニードルの形成
開口径２５μｍ、深さ１００μｍの四角錐形状の凹部を１０×１０個有するＰＤＭＳモールドに対し、（２−１）項と同様の手法で調製した前駆体溶液をスピンコート法で塗布、凹部を埋め、乾燥する。これによりニードル部位を形成する。
【００６２】
その上に、さらに（４−１）項で調製した前駆体溶液をキャストしたのち、シャーレ中で乾燥させることでメソ構造体膜を得る。これにより厚さ２０μｍの基材部位を形成する。
【００６３】
メソ構造体膜をモールドより分離し、焼成を行い、表裏面を希水酸化ナトリウム水溶液でウェットエッチングすることでメソポーラス基材上に形成された四角錐形状を持つメソポーラスマイクロニードルアレイを作製する。
【００６４】
（４−３）評価
作製工程において用いられた二種類の前駆体溶液から、参照サンプルを作製し、それらの窒素等温吸着測定結果にＢＪＨ法を適用して、基材部位、マイクロニードル部位の平均細孔直径は、４．７ｎｍ、２．２ｎｍと求められる。
【００６５】
作製したメソポーラスマイクロニードルの基材部位の表面に、マーカーとなる水溶性シアニン色素溶液を含む、高分子の薬剤保持層を設置する。そして、マイクロニードル部位においてマーカーを顕微鏡で観察する。その結果、ニードル部位に、色素溶液が吸い上げられていることを確認し、マイクロニードル、またはその基材として孔径の異なる材料を用いることで、孔径の大きな材料から孔径の小さな材料に向けて物質を輸送することができることが確認される。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明のマイクロニードルは、物質の拡散性に優れているので、医療用、創薬用、化粧品用等の分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１１、３１、４３、５２  マイクロニードル
１２  メソポーラス材料
１３、３３  空孔
３０  基材
３２  孔
３４  表面層
４０  メソポーラス膜
４１  マスク層
４２  マスク
５０  モールド
５１  メソポーラス材料の前駆体
７１  マイクロニードル
７２  貫通孔
【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７】
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【図６】
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