(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロニードルを投与しようとする皮膚の部位の状態に応じて突刺圧を調節でき、安価で、さらに、マイクロニードルをアレイ状に配置したチップを連続的に複数個投与するためには投与器具とチップとが容易に素早く脱着できる投与器具が求められている。【解決手段】駆動力を提供する伸縮バネ、マイクロニードルをアレイ状に構築した磁力応答性錠剤チップ１９を磁石１８により脱着可能とし衝突力を制御するための凹凸を有する可動部とそれを保持しかつ可動部を回転して凹凸を上部の壁面に固定できる空隙にフックを有する外筒の３点から構成されたマイクロニードル・アレイ・チップ投与器具。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を提供する伸縮バネ、マイクロニードルをアレイ状に構築した磁力応答性錠剤チップを磁石により脱着可能とし衝突力を制御するための仮止め用の凹凸を有する可動部、及び可動部を保持しかつ可動部を引き上げた後に可動部に形成した凹凸を回転することにより上部の壁面で固定できる外筒の３点から構成されたマイクロニードル・アレイ・チップ投与器具。
【請求項２】
請求項１の伸縮バネは可動部と外筒の間に配置され、収縮した後の反復力によりマイクロニードル・アレイ・チップに対して１．７７平方センチメートル当たり５〜４０Nの衝突圧を派生できるマイクロニードル・アレイ・チップ投与器具。
【請求項３】
請求項１の可動部の先端に磁石が貼り付けられており、中央の棒に外筒の上部壁面に作成した空隙を貫通できかつ外筒の上部の壁面に回転することにより伸縮バネの復元力に耐えて仮止め可能な凹凸を間隔をおいて形成したマイクロニードル・アレイ・チップ投与器具。
【請求項４】
請求項１の外筒部の上部壁面に可動部が通過できる空隙を形成し、かつ可動部を回転させることにより段階的に仮止めすることが可能な伸縮バネの復元力に耐え得る壁面を有する外筒から成るマイクロニードル・アレイ・チップ投与器具。
【請求項５】
請求項１のマイクロニードル・アレイ・チップの形状が円形および四角形であるマイクロニードル・アレイ・チップ投与器具。
【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・アレイ・チップの突刺力を段階的に制御できる投与器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
経皮的に投与を行っても吸収率が極めて低い薬物の吸収率を改善する製剤技術としてマイクロニードルが研究されている。マイクロニードルは、皮膚に刺しても痛みを感じないほどに微細化された針である。マイクロニードルの材質としては、従来の注射針と同じ金属の他、シリカ等が用いられている（非特許文献１）。
【０００３】
これらのマイクロニードルは、注射針と同様の中空構造を有しアレイ状に多数を配置して薬液を注入するタイプであったり、ポリ乳酸などの生分解性高分子を用いて多数のマイクロニードルをアレイ状に作成しその表面に薬物をコーティングしたタイプであったりする。さらに、水溶性高分子物質を基剤とする溶解型のマイクロニードルも開発されている。すなわち、水溶性高分子物質の基剤に目的物質を保持させておき、皮膚に挿入した後、基剤が皮膚内の水分により溶解することにより、目的物質を皮内に投与することができる。例えば、コンドロイチン硫酸やヒアルロン酸からなる基剤を有する溶解型のマイクロニードルが開示されている（特許文献２〜４）。これらのいずれのマイクロニードルについて言えることであるが、投与する際に投与部位に対して垂直に突刺しないことには巧く投与することが出来ない。そのためにマイクロニードルの投与を補助するための投与器具についても各種の発明が開示されている。（特許文献５〜１１）。
【０００４】
また、本発明者は、マイクロニードル・アレイをチップの上に形成し投与器具と一体化した上でＰＴＰ包装容器内に保存することのできるシステムに関する特許を出願した（特許文献１２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】S. H. Bariya, K. C. Gohel, T. A. Mehta and O. P. Sharma, J. Pharm.Pharmacol., 64, 11-29, 2012.
【特許文献２】特許第４８００３９９号
【特許文献３】特許第４９１３０３０号
【特許文献４】WO２００９−０６６７６３
【特許文献５】特表２００３−５０１１６３
【特許文献６】特表２００３−５０４１６６
【特許文献７】特願２００９−５４３２７６
【特許文献８】特開２００３−２６００２６
【特許文献９】特許公表２００８−５２０３７１
【特許文献１０】特許公表２００８−５２０３６９
【特許文献１１】国際公開番号WO２０１０/０９５４５６
【特許文献１２】特願2010-201875、特開２０１２−７５８５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マイクロニードルを皮膚に投与するための投与器具が各種考案されているが（特許文献５〜１２）、いずれも一定の圧力でマイクロニードルを皮膚に衝突させることによりマイクロニードルを皮膚に穿刺させるものである。しかし、皮膚の角質層の厚さは部位により差があるので、マイクロニードルを投与しようとする皮膚部位に応じて衝突圧を調節できる機能が必要とされている。また、複雑な機構を用いている投与器具の場合、製造コストが高価である。マイクロニードル投与器具を広く医療で利用するためには、安価に製造しなければならない。さらに、マイクロニードルをアレイ状に配置したチップを連続的に複数個投与するためには投与器具とチップとが容易に素早く脱着できなければならない。また患者自らが投与する場合には片手で容易に操作できる必要がある。そこで課題としては、これらの欠点を解決したマイクロニードル・アレイ・チップの投与器具、すなわち容易に脱着でき、突刺力が可変でかつ安価な投与器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
マイクロニードル・アレイ・チップの投与器具を安価に提供するためには、部品数を少なくしなければならない。そこで、基本的に伸縮バネを駆動力に用い、マイクロニードル・アレイ・チップを取り付けた可動部とそれを保持する外筒の３点で投与器具を構築した。
【０００８】
外筒の下端は開口されていて、マイクロニードルを投与するべき皮膚の表面と接触する。もう一方の上端については、可動部が通過できる空隙を確保するとともに、投与前に可動部をいったん外筒に固定するためのフックを有する。
【０００９】
可動部は２種の機能を有する。その1つは、マイクロニードル・アレイ・チップを保持する機能である。マイクロニードル・アレイ・チップを可動部に保持させるために可動部の皮膚に衝突する側の先端部にマイクロニードル・アレイ・チップとの脱着を容易かつ素早く行うことができるように、磁石が取り付けられている。マイクロニードルをアレイ状に形成するための基盤用チップ内に鉄粉などの磁力応答性物質を配合することにより、磁力を利用してマイクロニードル・アレイ・チップを可動部との間で容易に素早く脱着することができる。可動部の２つめの機能は、可動部を引き上げることにより伸縮バネを圧縮した後に可動部を外筒に固定する機能である。そのためには可動部に一定の間隔をおいて凹凸を付けておき、投与前に可動部を引き上げて伸縮バネを圧縮した状態で所定の位置に達したら可動部を回転して凹凸部を外筒のフックにひっかけることにより外筒の上端の壁面にいったん固定する。
【００１０】
外筒の上端に固定を行った後、投与するべき皮膚の表面に外筒の開口部を押し当て、可動部を逆回転させることにより固定を解除すると、可動部の先端部に磁力で固定されたマイクロニードル・アレイ・チップは伸縮バネの復元力を利用して皮膚に衝突し、マイクロニードルを皮膚に垂直に突刺させることができる。申請者の研究成果として衝突圧を１．７７平方センチメートル当たり５〜４０Nとし、その後に１．７７平方センチメートル当たり０．５〜２．５Nで数分間加圧すればマイクロニードルを皮膚に約２００マイクロメートルの深さまで突刺できることが明らかとなったので、可動部の固定用の凹凸の位置を調節することにより５〜４０N（１．７７平方センチメートル当たり）の衝突圧でマイクロニードルを皮膚に突刺させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
可動部、外筒および伸縮バネの３点から成り衝突圧を可変できるマイクロニードル・アレイ・チップ投与器具は安価に作成でき、かつ患者が片手で容易にマイクロニードル・アレイ・チップを皮膚に対して垂直に投与できる点で医療への貢献が期待される。皮膚など投与部位へマイクロニードル・アレイ・チップを投与する際には、外筒を皮膚に対して垂直に固定し、マイクロニードル・アレイ・チップを先端に磁力にて保持する可動部を固定時と逆方向に少し回転させて外筒との固定を解除すれば、伸縮バネの復元力により可動部は皮膚に向かって垂直に衝突するので、チップ上に形成したマイクロニードルは折損することなく皮膚への投与を確実に行うことができる。広範囲の皮膚の治療部位へ複数のマイクロニードル・アレイ・チップを連続的に投与して治療する場合には、マイクロニードル・アレイ・チップと可動部との脱着を頻繁に行わなければならない。磁力応答性のマイクロニードル・アレイ・チップを可動部の磁石との間で脱着を行うことにより、短時間内に連続的にマイクロニードルを広範囲の投与部位に投与することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１で記述したマイクロニードル・アレイ・チップ投与器具の構成要素である可動部の断面図である。
【００１３】
【図２】実施例１で記述したマイクロニードル・アレイ・チップ投与器具の構成要素である可動部を上面から見た図である。
【００１４】
【図３】実施例１で記述したマイクロニードル・アレイ・チップ投与器具の構成要素である外筒の断面図である。
【００１５】
【図４】実施例１で記述したマイクロニードル・アレイ・チップ投与器具の構成要素である外筒を上面から見た図である。
【００１６】
【図５】実施例５で記述した投与器具の可動部の斜視図を示す。
【００１７】
【図６】実施例５で記述した投与器具の外筒の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に実施例をあげて具体的な実施形態を説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
可動部としてその先端に直径2.0cmの円形の平板を形成し、直径1.8cm、厚さ2mmのネオジム磁石を貼り付けるとともに可動部の中央に直径3mm、長さ6.5cmの棒を取り付けた。さらに中央の棒に幅7mmの羽を4方向へ2mmの間隔をおいて５枚取り付けた。次に、線径0.9mmのステンレス鋼製の線を用いて作成した外径2.2cm、自由高さ6.5cm、有効巻数５Na（総巻数7Nt）の伸縮バネ（ばね定数0.1196N/mm）を可動部にはめて、外筒を被せた。
【００２０】
単発打錠器（市橋精機、ＨＡＮＤＴＡＢ１００）の臼に先ず酢酸セルロースとヒドロキシプロピルセルロースおよび鉄粉の100：10:5の混和物の約０．３０ｇを入れた。次いで、その上に酢酸セルロースとヒドロキシプロピルセルロースの100：10の混和物の約０．２５ｇを入れ約１０ｋＮの打錠圧で直径１．５ｃｍ、厚さ約２．０ｍｍの基盤用チップとなる２層錠を作成した
【００２１】
インスリン（アルドリッチ社製）１０ｍｇおよびコンドロイチン硫酸ナトリウム１００ｍｇに精製水２５０マイクロリットルを加え、よく攪拌することにより粘調液を作成した。１平方センチメートルあたりに深さ約５００マイクロメートル、開口部直径約３００マイクロメートルの逆円錐状の細孔を２２５個有するメス型の上にこの粘調液を塗布し、加圧条件下でメス型に充填した。乾燥後、コンドロイチン硫酸ナトリウムの粘調液を再びメス型に塗布し、加圧条件下でメス型に充填した。コンドロイチン硫酸ナトリウムの５０mgに精製水１００マイクロリットルを加えて作成した粘調液を基盤用チップに塗り、メス型の上に被せ、加圧下で乾燥を行った。6時間後に基盤用チップをメス型から引き離すことにより２２５本のマイクロニードルをアレイ状に構築した磁力応答性を有する２層錠としてマイクロニードル・アレイ・チップを得た。
【００２２】
インスリンを含有する磁力応答性マイクロニードル・アレイ・チップを投与器具の平板部の磁石に取り付けた。可動部の中央の棒の端を持って引き上げると、４枚の羽が外筒部の外に現れた。中央棒を最も引き上げ、約２０度右に回転させることにより平板部に最も近い羽の間隙を利用して外筒の上部の壁面に固定した。
【００２３】
（実施例２）
実施例１と同様に投与器具を作成した。ただし、可動部にはめたステンレス鋼の伸縮バネとして、線径0.85mmのステンレス鋼製の線を用いて作成した外径2.2cm、自由高さ6.5cm、有効巻数５Na（総巻数7Nt) の伸縮バネ（ばね定数0.0945N/mm）の性能を有するバネを用いた。
【００２４】
（実施例３）
実施例１と同様に投与器具を作成した。ただし、可動部にはめたステンレス鋼の伸縮バネとして、線径0.8mmのステンレス鋼製の線を用いて作成した外径2.2cm、自由高さ6.5cm、有効巻数５Na（総巻数7Nt) の伸縮バネ（ばね定数0.0736N/mm）の性能を有するバネを用いた。
【００２５】
（実施例４）
実施例１〜３で作成した投与器具を用いてマイクロニードル・アレイ・チップの衝突力を測定した。測定にはディジタルフォースゲージ（日本電産シンポ工業社製、FGP-50）を用いた。可動部に付随した羽根と羽根の間に形成したスペースを上から順に停止位置１，停止位置２，停止位置３、停止位置４として測定結果を示す。なお、下記の測定値は各々３例の測定値の平均値を示す。
実施例１の投与器具    
１６．５（停止位置１）、２０．５（停止位置２）、２４．３（停止位置３）、２８．１（停止位置４）
実施例２の投与器具    
１４．３（停止位置１）、１８．１（停止位置２）、２２．１（停止位置３）、２６．０（停止位置４）
実施例３の投与器具    
１３．３（停止位置１）、１６．９（停止位置２）、２０．０（停止位置３）、２３．３（停止位置４）
【００２６】
（実施例５）
可動部として市販の１０ｍLディスポ注射器（テルモシリンジss-10Sz）の筒を用いた。外筒としては同じく市販の３０ｍLディスポ注射器（テルモシリンジss-30ESz）の筒を用いた。１０ｍLディスポ注射器の筒が３０ｍLの注射器の筒の中を通過できるように、人差し指と中指で保持する部分の外周を２．０cmになるように削った後、直径1.8cm、厚さ2mmのネオジム磁石を接着剤で接合した。さらに可動部用１０ｍLの注射筒に長さ約６．３cm、巾約5mmで切開するとともに、外筒の上部壁面の固定用フックにはまるように固定用の空隙を４箇所切開した。線径0.9mmのステンレス鋼製の線を用いて作成した外径2.2cm、自由高さ6.5cm、有効巻数５Na（総巻数7Nt）の伸縮バネ（ばね定数0.1196N/mm）を可動部にはめて、外筒を被せた。
【００２７】
（実施例６）
可動部としてその先端に縦と横が1.5cmの四角形の平板を形成し、縦1.0cm、横1.2vm、厚さ2mmのネオジム磁石を貼り付けるとともに可動部の中央に直径3mm、長さ6.5cmの棒を取り付けた。さらに中央の棒に幅7mmの羽を4方向へ2mmの間隔をおいて５枚取り付けた。次に実施例１で用いたのと同様の伸縮バネを可動部にはめて、外筒を被せることにより四角形のマイクロニードル・アレイ・チップ用の投与器具を作成した。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
マイクロニードルを投与しようとする皮膚の部位の状態に応じて突刺圧を調節できる機能がマイクロニードル・アレイ・チップ投与器具に必要とされている。また、マイクロニードル投与器具を広く医療で利用するためには、安価に提供せねばならない。さらに、複数個のマイクロニードル・アレイ・チップを連続的に投与するためには、チップを投与器具に容易に素早く脱着できなければならない。また、患者が自らマイクロニードル・アレイ・チップを投与する場合には、片手で投与器具を操作できねばならない。そこで課題としては、これらの欠点を解決したマイクロニードル・アレイ・チップの投与器具、すなわち容易に脱着でき、突刺力が可変で安価かつ片手で投与できる投与器具が求められている。
【００２９】
本発明によりマイクロニードル・アレイ・チップを素早く容易に投与器具に脱着でき、投与する皮膚の状況に応じて突刺圧を調整でき、容易に片手でマイクロニードル・アレイ・チップを皮膚に対して垂直に確実に投与することのできる投与器具を安価に提供することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１１    可動部の中心棒
１２    可動部に形成した羽根１
１３    可動部に形成した羽根２
１４    可動部に形成した羽根３
１５    可動部に形成した羽根４
１６    可動部に形成した羽根５
１７    可動部下端の平板
１８    磁石
１９    マイクロニードル・アレイ・チップ
２０    可動部の凹部（停止位置１）
２１    可動部の凹部（停止位置２）
２２    可動部の凹部（停止位置３）
２３    可動部の凹部（停止位置４）
２４    外筒
２５    外筒の上部壁面に形成した中心棒が通過する空隙
２６    外筒の上部壁面
２７    外筒の上部壁面に形成した中心棒に付随する凹凸様の羽根が
通過する空隙
２８    外筒の上部壁面に形成した可動部固定用フック
【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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