(57)【要約】  高アスペクト比の複数の凹部を有する凹形アレイモールド（３０）の原版（１４）の作製方法は、互いに分離した状態にある複数の針（１０）を配列し、前記配列された複数の針（１０）を固定することを含む。これにより、高アスペクト比構造を有する凹形アレイモールドの原版を低コストで簡単に製造することができる。さらに、このようにして作製された原版を用いることで、凹形アレイモールド低コストで簡単に製造することができる。さらに、上記凹形アレイモールド（３０）に樹脂溶液を注入して固化し、固化された前記樹脂溶液を凹形アレイモールド（３０）から剥離することにより、針状アレイシートを製造することが出来る。
2009113519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高アスペクト比の複数の凹部を有する凹形アレイモールドの原版の作製方法であって、
互いに分離した状態にある複数の針を配列し、
前記配列された複数の針を固定する、
ことを含む原版作製方法。
【請求項２】
前記複数の針の固定は、弾性体の台座に前記複数の針を差し込むことを含む、
請求項１に記載の原版作製方法。
【請求項３】
前記複数の針の固定は、少なくとも一本の針が粘着面に接着固定された複数のテープを貼り合わせることを含む、
請求項１に記載の原版作製方法。
【請求項４】
前記複数の針の固定は、前記複数の針を互いに密接させるように束ねることを含む、
請求項１に記載の原版作製方法。
【請求項５】
前記複数の針の固定は、複数の孔が設けられた台座に前記複数の針を差し込むことを含む、
請求項１に記載の原版作製方法。
【請求項６】
前記複数の針の直径は、５０μｍ以上であって、２００μｍ以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の原版作製方法。
【請求項７】
複数の凹部を有する凹形アレイモールドの製造方法であって、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の原版作製方法によって原版を作製する原版作製工程と、
前記原版のうち少なくとも前記複数の針をモールド樹脂溶液に浸漬した状態で、前記モールド樹脂溶液を固化する固化工程と、
前記固化工程で固化された前記モールド樹脂溶液を前記原版から剥離する剥離工程とを含む、凹形アレイモールドの製造方法。
【請求項８】
前記モールド樹脂溶液はシリコーン樹脂を含む、請求項７に記載の凹形アレイモールドの製造方法。
【請求項９】
前記固化工程では、前記原版のうち前記複数の針のみを前記モールド樹脂溶液に浸漬した状態で、前記モールド樹脂溶液を固化する、請求項７又は８に記載の凹形アレイモールドの製造方法。
【請求項１０】
前記凹形アレイモールドの前記凹部の深さは、３００μｍ以上であって、２０００μｍ以下である、請求項７〜９のいずれか一項に記載の凹形アレイモールドの製造方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか一項に記載の製造方法により製造される凹形アレイモールドを少なくとも一つ含むシート作製モールドに樹脂溶液を注入する樹脂注入工程と、
前記樹脂注入工程で注入された前記樹脂溶液を固化する樹脂固化工程と、
前記樹脂固化工程で固化された前記樹脂溶液を剥離する剥離工程とを含む、針状アレイシートの製造方法。
【請求項１２】
前記シート作製モールドは、前記凹形アレイモールドを複数含む、請求項１１に記載の針状アレイシートの製造方法。
【請求項１３】
高アスペクト比の複数の凹部を有する凹形アレイモールドの原版であって、請求項１〜６のいずれか一項記載の原版の作製方法によって作製された原版。
【請求項１４】
複数の凹部を有する凹形アレイモールドであって、請求項７〜１０のいずれか一項記載の凹形アレイモールドの製造方法によって作製された凹形アレイモールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高アスペクト比構造を有する凹形アレイモールドの原版の作製方法、その作製方法によって作製される原版を用いた凹形アレイモールドの製造方法、及びその製造方法により製造される凹形アレイモールドを用いた針状アレイシートの製造方法、並びにそれらの方法によって製造される原版及び凹形アレイモールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロニードルなどの高アスペクト比構造が表面に形成された機能性シートが注目を集めている。【０００３】
医療技術分野でも、皮膚を介して人体に薬剤を効率的に投与する経皮吸収シートとして、針状凸部であるマイクロニードルが表面に形成された針状アレイシートが提案されている。経皮吸収シートでは、痛みを与えることなく薬剤を人体に投与することが要求されるため、マイクロニードルは、細くて、アスペクト比が高く、先端ができるだけ尖った形状であることが好ましい。【０００４】
針状アレイシートは、マイクロニードルの反転形状である針状凹部が形成された凹形アレイモールド（型）を用いて、キャスト成形や射出成形などにより製造することができる。針状凹部を有する凹形アレイモールドは、一般的に、針状凸部が形成された原版を用いて転写成形することで製造されるが、かかる原版は以下に示す方法により作製可能である。【０００５】
例えば、特許文献１〜３は、基板表面に形成されたレジストパターンを介して基板をドライエッチングする方法を開示している。【０００６】
特許文献４は、ダイヤモンドバイトを用いて金属基板を切削加工または研削加工する方法を開示している。【０００７】
さらに特許文献５は、レーザー加工により金属粒子分散高分子膜に凹部が形成されたマスタ型を用いて、凸部を有するエポキシ樹脂等の転写型を作製する方法を開示している。
【特許文献１】特表２００２−５１７３００号公報
【特許文献２】特表２００４−５２６５８１号公報
【特許文献３】特開２００６−３４１０８９号公報
【特許文献４】特表２００７−５２３７７１号公報
【特許文献５】特開２００６−２６４２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜５の方法は、いずれも、ドライエッチング、切削加工又は研削加工、レーザー加工により、単一の材料を微細加工して原版に針状凸部を形成するものであるため、高アスペクト比の針状凸部の形成には、極めて高度な加工技術が必要となる。このため、原版の一枚あたりの製造単価は非常に高くなってしまう。その上、原版は使用を繰り返すうちに痛んでくるため、通常は、複数枚の原版を準備しておく必要があるので、ますます製造コストがかさんでしまうという問題があった。【０００９】
また特許文献１〜５の方法では、針状凸部及び当該針状凸部を担持する台座が一体的に形成される。このため、原版の針状凸部の一部でも劣化（変形・磨耗等）すると、原版全体の交換が必要となり、このことによってもコストがかさむという問題があった。【００１０】
さらに特許文献１〜４の方法の加工に適した原版材料は、シリコンなどの硬くて脆い材料であるため、原版の使用を繰り返すうちに、原版が壊れてしまう可能性があるという問題もあった。【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高アスペクト比構造を有する凹形アレイモールドの原版を、低コストで簡単に形成することが可能な原版の作製方法と、凹形アレイモールドを低コストで簡単に形成することができる凹形アレイモールドの製造方法と、当該製造方法により製造される凹形アレイモールドを用いた針状アレイシートの製造方法とに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１態様は、高アスペクト比の複数の凹部を有する凹形アレイモールドの原版の作製方法であって、互いに分離した状態にある複数の針を配列し、前記配列された複数の針を固定することを含む原版作製方法に関する。【００１３】
この態様に係る作製方法によれば、互いに分離状態にある複数の針を配列し固定することで原版を作製するため、高アスペクト比の針状凸部が形成された原版を低コストで簡単に作製することができる。【００１４】
また原版の使用を繰り返すことで針の一部が劣化したとしても、劣化した針のみを交換すれば足り、原版全体を交換する必要は殆どないため、ランニングコストを抑えることができる。たとえ、原版全体を交換することになっても、原版を安価に再作製することができる。【００１５】
さらに、原版を構成する針として、高強度の金属針を使用できるため、使用を繰り返しても壊れにくい原版を作製することができる。【００１６】
前記原版作製方法において、弾性体の台座に前記複数の針を差し込むことにより、前記複数の針を固定することとしてもよい。【００１７】
これにより、台座の弾性により針をしっかりと固定することができる。【００１８】
前記原版作製方法において、少なくとも一本の針が粘着面に接着固定された複数のテープを貼り合わせることにより、前記複数の針を固定することとしてもよい。【００１９】
この場合、粘着面に接着固定された針のピッチ、テープの長さ、テープを貼り合わせる枚数などにより、所望の密度・本数で針が配列・固定された原版を容易に作製することができる。また、各テープ上の針の接着固定位置を考慮して、複数のテープを貼り合わせることにより、針を規則配列した原版を作製することもできる。【００２０】
前記原版作製方法において、前記複数の針を互いに密接させるように束ねることにより、前記複数の針を固定することとしてもよい。【００２１】
この場合、針の自己配列化を利用することで、針を規則配列した原版を容易に作製することができる。【００２２】
前記原版作製方法において、複数の孔が設けられた台座に前記複数の針を差し込むことにより、前記複数の針を固定することとしてもよい。【００２３】
前記原版作製方法において、前記複数の針の直径は、５０μｍ以上であって、２００μｍ以下であることとしてもよい。【００２４】
本発明の別の１態様は、複数の凹部を有する凹形アレイモールドの製造方法であって、前記原版作製方法によって原版を作製する原版作製工程と、前記原版のうち少なくとも前記複数の針をモールド樹脂溶液に浸漬した状態で、前記モールド樹脂溶液を固化する固化工程と、前記固化工程で固化された前記モールド樹脂溶液を前記原版から剥離する剥離工程とを含む、凹形アレイモールドの製造方法に関する。【００２５】
前記凹形アレイモールドの製造方法において、前記モールド樹脂溶液はシリコーン樹脂を含むこととしてもよい。【００２６】
剥離性の良好なシリコーン樹脂を含むモールド樹脂溶液を用いることにより、凹形アレイモールドに損傷を与えることなく、凹形アレイモールドを原版から容易に剥離することができる。【００２７】
前記凹形アレイモールドの製造方法において、前記固化工程では、前記原版のうち前記複数の針のみを前記モールド樹脂溶液に浸漬した状態で、前記モールド樹脂溶液を固化することとしてもよい。【００２８】
原版のうち針のみをモールド樹脂溶液に浸漬するため、モールド樹脂溶液のメニスカス形状により、凹形アレイモールドの針状凹部の形状を規定することができる。ここで、モールド樹脂溶液のメニスカス形状は、針に対するモールド樹脂溶液の接触角に依存する。したがって、針に対するモールド樹脂溶液の接触角を調節することで、凹形アレイモールドの針状凹部の形状を所望の形状にすることができる。【００２９】
特に、針に対するモールド樹脂溶液の接触角を９０°より大きくすることにより、モールド樹脂溶液のメニスカス形状を、針の近傍でくぼんだ形状にすることが可能となる。この状態でモールド樹脂溶液を固化することにより、根元部分が丸みを帯びた針状凹部を有する凹形アレイモールドを作製することができる。この凹形アレイモールドは根元部分が丸みを帯びた針状凹部を有するため、針状アレイシートを凹形アレイモールドから剥離する際に、マイクロニードルの根元部分における応力集中を緩和して、マイクロニードルが折れるのを防止できる。さらに、この凹形アレイモールドを用いれば、丸みを帯びた根元部分を有するマイクロニードルが形成されるため、針状アレイシートを製造した後も、外力によりマイクロニードルが損傷を受けることを防止できる。【００３０】
前記凹形アレイモールドの製造方法において、前記凹形アレイモールドの前記凹部の深さは、３００μｍ以上であって、２０００μｍ以下であることとしてもよい。【００３１】
本発明のさらなる別の１態様は、前記製造方法により製造される凹形アレイモールドを少なくとも一つ含むシート作製モールドに樹脂溶液を注入する樹脂注入工程と、前記樹脂注入工程で注入された前記樹脂溶液を固化する樹脂固化工程と、前記樹脂固化工程で固化された前記樹脂溶液を剥離する剥離工程とを含む、針状アレイシートの製造方法に関する。【００３２】
前記針状アレイシートの製造方法において、前記シート作製モールドは、前記凹形アレイモールドを複数含むこととしてもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の各態様によれば、互いに分離状態にある複数の針を配列して固定することで原版作製を容易にすることができるため、高アスペクト比構造を有する凹形アレイモールド又は針状アレイシートを低コストで簡単に製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一実施形態に係る針状アレイシートが製造されるまでの様子を示す図（その１）である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る針状アレイシートが製造されるまでの様子を示す図（その２）である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の一実施形態に係る針状アレイシートが製造されるまでの様子を示す図（その３）である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明の一実施形態に係る針状アレイシートが製造されるまでの様子を示す図（その４）である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、本発明の一実施形態に係る針状アレイシートが製造されるまでの様子を示す図（その５）である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、本発明の一実施形態に係る針状アレイシートが製造されるまでの様子を示す図（その６）である。
【図２】図２は、円形状の断面を有する原版作製用針の構造を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１の原版作製方法を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第１の原版作製方法により作製される原版を示す斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第２の原版作製方法を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第２の原版作製方法により作製される原版を示す上面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第３の原版作製方法を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第３の原版作製方法により作製される原版を示す上面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、底面形状が円である針を示す斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、底面形状が円である針を用いた場合の針の自己配列パターンを示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、底面形状が正方形である針を示す斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、底面形状が正方形である針を用いた場合の針の自己配列パターンを示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第１の原版浸漬方法を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第１の原版浸漬方法で原版をモールド樹脂溶液に浸漬した状態を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、第１の原版浸漬方法を用いて作製される凹形アレイモールドを示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、第２の原版浸漬方法を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、第２の原版浸漬方法で原版をモールド樹脂溶液に浸漬した状態を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、第２の原版浸漬方法を用いて作製される凹形アレイモールドを示す図である。
【図１０】図１０は、大面積のシート作製モールドに樹脂溶液を注入する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…針、１２…台座、１４…原版、２０…モールド樹脂溶液、２２…モールド樹脂溶液槽、２４…表面、３０…凹形アレイモールド、３２…針状凹部、３４…根元部分、４０…樹脂溶液、４２…針状アレイシート、４４…マイクロニードル
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。【００３７】
図１Ａ〜１Ｆは、本発明の一実施形態に係る針状アレイシートが製造されるまでの様子を示す図である。【００３８】
図１Ａに示すように、最初に、複数の針１０が固定された原版１４を作製する（原版作製工程）。原版１４の具体的な作製方法は後述するが、例えば、互いに分離状態にある針１０を台座１２に差し込んで固定することにより原版１４を作製できる。【００３９】
針１０は、十分な剛性があれば、材質を問わず、様々な針を使用することが可能であり、例えば虫ピン、待針、鍼などの市販の安価な金属針を針１０として使用してもよい。また、針１０の断面形状は特に限定されないが、例えば、円、楕円、三角形・四角形・五角形などに代表される多角形などの断面形状を有する針を使用することができる。【００４０】
図２は、円形状の断面を有する原版作製用針を示す図である。【００４１】
針１０の全長Ｌ１は、針１０を固定して原版１４を作製するのに十分な長さであればよく、針１０の直径が連続的に変化する先端部の長さＬ２は、最終的に形成したいマイクロニードル４４（図１Ｆに図示）の形状に応じた長さであればよい。【００４２】
針１０の直径Ｄ（針の太さ）は、製造される針状アレイシート４２（図１Ｆに図示）のマイクロニードル４４のニードル強度を十分に確保する観点から５０μｍ以上であることが好ましい。一方で、針１０の直径Ｄは、マイクロニードル４４を十分に細くして、患者への負担を軽減する観点から、２００μｍ以下であることが好ましい。【００４３】
次に、図１Ｂに示すように、モールド樹脂溶液槽２２に入ったモールド樹脂溶液２０に原版１４の針１０を浸漬した状態で、モールド樹脂溶液２０を固化する（モールド樹脂固化工程）。なお、原版全体をモールド樹脂液に浸漬させてもよい。【００４４】
モールド樹脂溶液２０として、離型性に優れた樹脂を含む溶液を使用することが好ましく、例えば、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン：東レ・ダウコーニング株式会社製 SYLGARD184など）に硬化剤を添加したシリコーン樹脂を使用することができる。離型性に優れたシリコーン樹脂を用いることで、後述するモールド剥離工程において、固化されたモールド樹脂溶液２０の剥離性が向上し、モールド剥離時の凹形アレイモールド３０の損傷を防止することができる。【００４５】
次に、図１Ｃに示すように、固化されたモールド樹脂溶液２０を原版１４及びモールド樹脂溶液槽２２から剥離することで、針状凹部３２を有する凹形アレイモールド３０を製造する（モールド剥離工程）。【００４６】
凹形アレイモールド３０の針状凹部３２の深さは、モールド樹脂固化工程におけるモールド樹脂溶液２０への針１０の浸漬深さを変えることにより調節可能である。【００４７】
凹形アレイモールド３０の針状凹部３２の深さは、マイクロニードル４４を十分に長くして、薬剤を患者に効率的に投与する観点から、３００μｍ以上であることが好ましい。一方で、針状凹部３２の深さは、マイクロニードル４４の強度を十分に確保する観点から、２０００μｍ以下であることが好ましい。【００４８】
次に、図１Ｄに示すように、モールド剥離工程で得られる凹形アレイモールド３０に、樹脂溶液４０を注入する（樹脂注入工程）。樹脂溶液４０を凹形アレイモールド３０に注入する方法として、スピンコーターを用いた塗布や、ディスペンサを用いた滴下などの方法が挙げられる。【００４９】
樹脂溶液４０として、ゼラチン、アガロース、ペクチン、ジュランガム、カラギナン、キサンタンガム、アルギン酸、でんぷん等の粉体ポリマーを、温水などの溶媒に溶解して得られるポリマー溶液を用いることができる。粉体ポリマーは、材料によっても異なるが、１０〜２０重量％の濃度で調製することが好ましい。なお溶媒として、揮発性を有する様々な液体を使用することができ、温水以外にも、アルコール等を用いてもよい。なお、樹脂溶液４０には、薬剤を適量添加してもよい。【００５０】
次に、図１Ｅに示すように、凹形アレイモールド３０に注入された樹脂溶液４０を固化して、針状アレイシート４２を得る（樹脂固化工程）。樹脂溶液４０を固化する方法として、温風を吹き付けることで樹脂溶液４０を乾燥固化する方法や、低湿度の冷風を吹き付けて樹脂溶液４０をゲル化させる方法が挙げられる。【００５１】
この後、図１Ｆに示すように、針状アレイシート４２を凹形アレイモールド３０から剥離する（シート剥離工程）。【００５２】
以上説明した図１Ａ〜図１Ｆに示す工程により、高アスペクト比構造のマイクロニードル４４を有する針状アレイシート４２を製造することができる。【００５３】
次に、図１Ａに示す原版作製工程の具体的な態様について説明する。既に説明したように、原版作製工程では、互いに分離状態にある針１０を固定することにより、原版１４を作製する。以下で、原版１４の作製方法の具体的な態様を説明する。【００５４】
図３Ａは第１の原版作製方法を示す図であり、図３Ｂは第１の原版作製方法により作製される原版を示す斜視図である。【００５５】
第１の原版作製方法では、互いに分離状態にある針１０を台座１２に差し込むことにより原版１４を作製する。この方法によれば、簡単に原版１４を作製することができるため、製造コストを削減することができるとともに、生産性を向上させることができる。【００５６】
また、台座１２に固定された針１０は、先端を揃えられていることが好ましい。針１０の配列パターンは特に限定されず、千鳥状配置や格子状配置など様々なパターンで針１０を配列することができる。【００５７】
第１の原版作製方法の具体例として、弾性体により構成される台座１２に針１０を差し込むことにより、台座１２の弾性を利用して針１０を固定する方法が挙げられる。【００５８】
また、第１の原版作製方法のもう一つの具体例として、孔が予め設けられた台座１２に、針１０を差し込むことにより、針１０を台座１２に固定する方法が挙げられる。この方法を用いる場合は、接着剤等を併用したり、台座１２及び針１０の焼き嵌めを行ったり、油圧等で針１０を圧入したりすることで、針１０の固定をさらに強固にすることもできる。【００５９】
台座１２に予め設けられる孔は、針１０よりも大きい直径の孔であってもよいし、針１０よりも小さい直径の孔であってもよい。例えば、台座１２の材質が金属などの硬い素材である場合は、針１０よりもやや大きな直径の孔が設けられた台座１２を用いて、当該孔に針１０を挿入して固定することが好ましい。一方で、台座１２の材質が樹脂等の素材であり、針１０よりも硬度が小さい場合は、針１０よりも小さな直径の孔が設けられた台座１２を用いて、針１０を当該孔に嵌入して固定することが好ましい。【００６０】
図４Ａは第２の原版作製方法を示す図であり、図４Ｂは第２の原版作製方法により作製される原版を示す上面図である。【００６１】
第２の原版作製方法では、互いに分離状態にある針１０が粘着面に接着固定された複数のテープ１６を貼り合わせることで、原版１４が作製される。この方法によれば、簡単に原版１４を作製することができるため、製造コストを削減することができるとともに、生産性を向上させることができる。さらに、テープ１６に接着固定された針１０のピッチ、テープ１６の長さ、テープ１６を貼り合わせる枚数などにより、所望の密度・本数で針１０が配列・固定された原版１４を容易に作製することができる。またテープ１６における針１０の接着固定位置を考慮して、テープ１６を貼り合わせることにより、針１０を規則配列した原版１４を作製することもできる。【００６２】
図５Ａは第３の原版作製方法を示す図であり、図５Ｂは第３の原版作製方法により作製される原版を示す上面図である。【００６３】
第３の原版作製方法では、互いに分離状態にある針１０を密接させて束ねる。針１０を束ねる方法は、針１０が抜け落ちない程度の締めつけが可能な方法であれば特に限定されないが、図５Ｂに示すように、冶具１８を用いて針１０を束ねてもよい。この方法により、針１０を簡単かつ確実に固定することができ、製造コストを削減することができるとともに、生産性を向上させることができる。【００６４】
また第３の原版作製方法では、隣接する針１０のピッチは針１０の直径Ｄ（図２に図示）で決まる。したがって、適切な直径Ｄを有する針１０を用いて原版１４を作製することにより、マイクロニードル４４のピッチ及び密度を高精度に調節することができる。【００６５】
さらに、針１０の底面の形状を、円、楕円、三角形・四角形・五角形に代表される多角形など様々な形状にすることにより、所望のパターンで針１０を自己配列させることができる。【００６６】
図６Ａは底面形状が円である針を示す斜視図であり、図６Ｂは底面形状が円である針を用いた場合の針の自己配列パターンを示す図である。【００６７】
図６Ａに示す円形状の底面Ｂを有する針１０を冶具１８（図５Ｂに図示）で締めつけて固定すると、図６Ｂに示すように、針１０は秩序的に自己配列する。このように、針１０の底面Ｂの形状が円である場合は、針１０の自己配列パターンは、針１０のそれぞれが６本の針１０と隣接し、当該６本の針１０の先端Ｔが正六角形１００を作るようなパターンになる。【００６８】
図７Ａは底面形状が正方形である針を示す斜視図であり、図７Ｂは底面形状が正方形である針を用いた場合の針の自己配列パターンを示す図である。【００６９】
図７Ａに示す正方形の底面Ｂを有する針１０を冶具１８（図５Ｂに図示）で締めつけて固定すると、図７Ｂに示すように、針１０は秩序的に自己配列する。このように、針１０の底面Ｂの形状が正方形である場合は、針１０の自己配列パターンは、針１０のそれぞれが４本の針１０と隣接し、当該４本の針１０の先端Ｔが正方形１０２を作るようなパターンになる。【００７０】
次に、図１Ｂに示すモールド樹脂固化工程の具体的な態様について説明する。【００７１】
既に説明したように、モールド樹脂固化工程では、原版１４の針１０をモールド樹脂溶液２０に浸漬した状態で、モールド樹脂溶液２０を固化する。モールド樹脂溶液２０に針１０を浸漬する態様には、原版１４の全体をモールド樹脂溶液２０に浸漬する態様や、原版１４の一部をモールド樹脂溶液に浸漬する態様がある。以下で、原版１４の浸漬方法について具体的に説明する。【００７２】
図８Ａは第１の原版浸漬方法を示す図であり、図８Ｂは第１の原版浸漬方法で原版をモールド樹脂溶液に浸漬した状態を示す図であり、図８Ｃは第１の原版浸漬方法を用いて製造される凹形アレイモールドを示す図である。【００７３】
第１の原版浸漬方法では、モールド樹脂溶液槽２２に原版１４を載置して、針１０及び台座１２をモールド樹脂溶液２０に接触させる。この第１の原版浸漬方法では、針１０が台座１４から露出している部分の長さにより、モールド樹脂溶液２０への針１０の浸漬深さを簡単に調節できる。【００７４】
また第１の原版浸漬方法では、モールド樹脂溶液２０は台座１２の表面に接触しているため、モールド樹脂固化工程において、モールド樹脂溶液２０の液面揺れの影響を受けることなく、モールド樹脂溶液２０を固化することができる。したがって、図８Ｃに示すような、台座１２の表面に沿った平坦な表面を有する凹形アレイモールド３０を製造することができる。【００７５】
しかしながら、第１の原版浸漬方法を用いて製造される凹形アレイモールド３０の針状凹部３２は、根元部分３４が丸みを帯びていない。このため、シート剥離工程において、マイクロニードル４４（図１Ｆに図示）の根元部分に応力が集中してしまい、マイクロニードル４４が折れてしまう場合もある。そこで、以下で説明する第２の浸漬方法を採ることが好ましい。【００７６】
図９Ａは第２の原版浸漬方法を示す図であり、図９Ｂは第２の原版浸漬方法で原版をモールド樹脂溶液に浸漬した状態を示す図であり、図９Ｃは第２の原版浸漬方法を用いて製造される凹形アレイモールドを示す図である。【００７７】
第２の原版浸漬方法では、モールド樹脂溶液槽２２に原版１４を載置して、針１０の先端を含む一部のみをモールド樹脂溶液２０に浸漬する。この第２の原版浸漬方法では、モールド樹脂溶液２０の表面２４は自由表面であるため、針１０に対するモールド樹脂溶液２０の接触角により、モールド樹脂溶液２０の表面２４の形状、すなわち、モールド樹脂溶液２０のメニスカス形状が決まる。そして、モールド樹脂固化工程では、モールド樹脂溶液２０のメニスカス形状を維持したまま、モールド樹脂溶液２０が固化されて、凹形アレイモールド３０が製造される。したがって、モールド樹脂溶液２０の針１０に対する接触角を調節することで、所望の形状の根元部分３４を有する針状凹部３２が形成された凹形アレイモールド３０を製造することができる。【００７８】
特に、針１０に対するモールド樹脂溶液２０の接触角を９０°より大きくすることにより、モールド樹脂溶液２０のメニスカス形状を、図９Ｂに示すように、針１０の近傍でくぼんだ形状にすることができる。この状態でモールド樹脂溶液２０を固化することにより、図９Ｃに示すように、根元部分３４が円弧状の広がりを持つ針状凹部３２を凹形アレイモールド３０に形成することができる。例えば、根元部分３４が１００μｍ程度の曲率半径の丸みを帯びた針状凹部３２を形成することができる。【００７９】
このような根元部分３４が丸みを帯びた針状凹部３２は、シート剥離工程において、マイクロニードル４４（図１Ｆに図示）の根元部分における応力集中を緩和して、マイクロニードル４４が折れるのを防止することができる。【００８０】
さらに、針状凹部３２の根元部分３４が丸みを帯びた凹形アレイモールド３０を用いれば、丸みを帯びた根元部分を有するマイクロニードル４４が形成可能である。このため、針状アレイシート４２を製造した後も、外力によりマイクロニードル４４が損傷を受けることを防止できる。【００８１】
針１０に対するモールド樹脂溶液２０の接触角は、針１０の材質又はモールド樹脂溶液２０の成分を適宜選択することで調節してもよいし、針１０を表面処理することで調節してもよい。針１０を表面処理して接触角を調節する方法として、例えば、針１０にフッ素加工（テフロン（登録商標）加工）を施すことにより、針１０の表面に、モールド樹脂溶液２０に対して撥液性を有する皮膜を形成する方法が挙げられる。【００８２】
以上説明したように、本実施形態によれば、互いに分離状態にある針１０を固定することにより原版１４が作製されるため、高アスペクト比の針状凸部である針１０を有する原版１４を低コストで簡単に作製することができる。【００８３】
また、原版１４の使用を繰り返すことで一部の針１０が劣化したとしても、劣化した針１０のみを交換すれば足り、原版１４全体を交換する必要は殆どない。従って、ランニングコストを抑えることができる。また、たとえ、原版１４全体を交換することになっても、原版１４を安価に再作製することができる。【００８４】
さらに、原版１４の針１０として、高強度の金属針を使用できるため、使用を繰り返しても壊れにくい原版１４を作製することができる。【００８５】
以上、本発明の実施形態の一例について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。【００８６】
例えば、上述の実施形態では、モールド樹脂溶液２０が、ＰＤＭＳに硬化剤を添加したシリコーン樹脂を含む例について説明したが、モールド樹脂溶液２０は、シリコーン樹脂以外の種々の樹脂を含んでもよい。例えば、モールド樹脂溶液２０として、ポリスチレンやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等の樹脂を有機溶剤に溶解させた溶液を使用してもよい。この場合は、凹形アレイモールド３０の剥離性を改善するために、原版１４をモールド樹脂溶液２０に浸漬する前に、原版１４の表面に剥離剤を塗布しておくことが好ましい。【００８７】
また、上述の実施形態では、一つの凹形アレイモールド３０に樹脂溶液４０を注入する例について説明したが、複数の凹形アレイモールド３０を含む大面積のシート作製モールドに樹脂溶液４０を注入してもよい。【００８８】
図１０は大面積のシート作製モールドに樹脂溶液を注入する様子を示す図である。図１０に示すように、ベース基板３１０の上に凹形アレイモールド３０を複数並べて構成される大面積のシート作製モールド３００に、樹脂溶液４０を注入する。大面積のシート作製モールド３００への樹脂溶液４０の注入方法としては、ディスペンサ５０を用いて、樹脂溶液４０を滴下する態様が好ましい。ディスペンサ５０を用いることにより、樹脂溶液４０の注入が必要な領域に対して、選択的に樹脂溶液４０を付与することができる。【００８９】
なお、上述の実施形態では、マイクロニードル４４を有する針状アレイシート４２を製造する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、マイクロピラーなどの種々の高アスペクト比構造を有するシートを製造する場合にも適用可能である。
【実施例】
【００９０】
上述の実施形態に係る方法により、以下に示すように針状アレイシートを製造したところ、良好な針状アレイシートを製造することができた。【００９１】
まず、図３Ａ及び３Ｂに示す方法で、原版１４を作製した。針１０として、直径が２００μｍ、長さが２０ｍｍの金属針を使用した。台座１２として、大きさが５０ｍｍ角、厚みが１０ｍｍのウレタンゴムシートを使用した。針１０の根元部分を台座１２に差し込んで、針１０の先端を揃えることにより、２０×２０本の針１０が固定された原版１４を作製した。原版１４では、針１０は１ｍｍピッチで配列されており、針１０のうち、台座１２から露出した部分は針先端から３ｍｍの部分であった。【００９２】
次に、モールド樹脂溶液２０を調製した。モールド樹脂溶液２０として、硬化剤を添加したSYLGARD184（東レ・ダウコーニング株式会社製）を用いた。硬化剤を添加したSYLGARD184を、内壁が４０ｍｍ角、深さが２０ｍｍのモールド樹脂溶液槽２２の中に、液面高さが１２ｍｍになるように投入した。その後、SYLGARD184を真空チャンバーに投入して、減圧下で、数分間、SYLGARD184の脱泡処理を行った。【００９３】
次に、図９Ａに示す方法で、原版１４をモールド樹脂溶液２０に浸漬した。具体的には、原版１４の針１０が下向きになるように、原版１４をモールド樹脂溶液槽２２に載置して、針１０のうち先端から１０００μｍまでの部分を、SYLGARD184に浸漬した。【００９４】
この状態でモールド樹脂溶液２０を固化して、固化されたモールド樹脂溶液２０を原版１４から剥離した。具体的には、オーブンにより加熱処理（温度８０℃、時間５０分）を行ってSYLGARD184を硬化させた後、自然冷却して室温に戻して、SYLGARD184を原版１４及びモールド樹脂溶液槽２２から剥離した。これにより、直径が２００μｍ、深さが１０００μｍの針状凹部３２を有する凹形アレイモールド３０を得た。【００９５】
次に、樹脂溶液４０を調製した。具体的には、ゼラチンを４０℃の温水に溶解させて、ゼラチン濃度が２０重量％の樹脂溶液４０を調製した。【００９６】
調製した樹脂溶液４０を、ディスペンサにより、凹形アレイモールド３０の表面に滴下して、空気加圧により注入させた後、６０℃の温風を１２０分間吹き付けて乾燥させた。【００９７】
乾燥により固化された樹脂溶液４０に、すなわち、針状アレイシート４２の裏面に、粘着層を有する厚さ１００μｍのＰＥＴシートを付着させ、針状アレイシート４２を当該ＰＥＴシートごと凹形アレイモールド３０から剥離した。これにより、直径が１６０μｍ、高さが１０００μｍのマイクロニードル４４を有する針状アレイシート４２が得られた。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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