(57)【要約】【課題】  機能付与物質を生体内に付与できる量を従来より増加でき、その付与の程度を連続的又は間欠的に制御できる機能付与針器具を提供する。【解決手段】  機能付与針器具１０は、基板１１内に貯留された機能付与物質１３と、生体内で溶解し消失する生分解性材料からなるマイクロパイル８１と、基板１１上に設けられマイクロパイル８１を支持する基台８２とを備えており、マイクロパイルには通過穴８１ａが設けられており、該通過穴８１ａを通して機能付与物質１３を皮膚内に付与できるように構成されている。また、基板１１に接続された制御コンテナ１５の貯留タンク１７に貯留された機能付与物質１３を制御ポンプ１６によって基板１１に連続的又は間欠的に機能付与物質１３を補給できるよう構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に所定の機能を付与するための物質と、該物質を貯留する貯留手段と、貯留手段上に設けられその軸心方向に貫通孔を有する皮膚用針とを有し、貯留手段内の前記物質が皮膚用針の貫通孔を介して生体内に導入可能とされており、前記皮膚用針は、生体内で溶解し消失する性質を有したことを特徴とする機能付与針器具。
【請求項２】
生体に所定の機能を付与するための物質と、該物質を貯留する貯留手段と、貯留手段上に設けられその軸心方向に貫通孔を有する皮膚用針と、貯留手段に前記物質を連続的又は間欠的に補給する補給手段とを有し、貯留手段内の前記物質が皮膚用針の貫通孔を介して生体内に導入可能とされていることを特徴とする機能付与針器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の皮膚に無痛で穴を開け所定の機能を付与するための皮膚用針を備えた機能付与針器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体に所定の機能を付与するための物質（以下「機能付与物質」という。）を生体に付与するものとして、注射器や点滴といった機能性物質の付与を制御する医療機器が知られている。また注射器や点滴のような痛みを伴うものに代わって、無痛で機能付与物質を付与するための生分解性材料から形成される無痛針に微量の機能性物質を混入させ、皮膚内で溶解し消失する無痛針が知られている（例えば、特許文献１参照。）。  
【０００３】
【特許文献１】特許２００３−２３８３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の注射器や点滴などの機能付与手段は、付与の程度を制御できるが、生体の皮膚に穴を開けるための針が太いため、痛みや苦痛を感じる問題がある。また、生分解性材料からなる皮膚用針は、無みを感じないが、生体の皮膚に付与する機能付与物質の貯留量が制限され、且つ付与の程度を制御することが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、生体の皮膚に無痛で穴を開け所定の機能を付与できる皮膚用針を用いた機能付与針器具であって、生体に付与できる機能付与物質の量を従来よりも増加できる機能付与針器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の機能付与針器具は、生体に所定の機能を付与するための物質と、該物質を貯留する貯留手段と、貯留手段上に設けられその軸心方向に貫通孔を有する皮膚用針とを有し、貯留手段内の上記物質が皮膚用針の貫通孔を介して生体内に導入可能とされており、上記皮膚用針は、生体内で溶解し消失する性質を有している。
【０００７】
この構成により、本発明の機能付与針器具は、生体の皮膚に穴を開け所定の機能を必要量付与でき、皮膚用針が皮膚内で折れても皮膚内で溶解し消失するので人体への安全を確保することができる。
【０００８】
本発明の機能付与針器具は、生体に所定の機能を付与するための物質と、該物質を貯留する貯留手段と、貯留手段上に設けられその軸心方向に貫通孔を有する皮膚用針と、貯留手段に前記物質を連続的又は間欠的に補給する補給手段とを有し、貯留手段内の前記物質が皮膚用針の貫通孔を介して生体内に導入可能とされている。この構成により、生体内へ付与できる機能付与物質の量を増加でき、且つその付与を連続的又は間欠的に行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、機能付与物質を生体内に付与できる量を従来より増加でき、あるいは、その付与の程度を連続的又は間欠的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る機能付与針器具１０は、機能付与物質１３と、機能付与物質１３を保持するメッシュ状の保持部材１２、無痛針としての長さ数百μｍ以下の複数のマイクロパイル８１と、マイクロパイル８１を支持する基台８２と、保持部材１２と基台８２が設置される基板１１とを備えている。各マイクロパイル８１には、その軸線方向に通過穴８１ａが設けられている。上記基板１１と基台８２は機能付与物質１３の貯留手段を構成する。該貯留手段内に充填された機能付与物質１３は、マイクロパイル８１の通過穴８１ａを通して人体に付与できるように構成されている。メッシュ状の保持部材１２は上記付与の速度が早くなりすぎないようにするためのものである。
【００１１】
また、上記貯留手段に上記物質を連続的又は間欠的に補給する補給手段１５としての付与制御コンテナ１５の貯留タンク１７に機能付与物質１３を貯留することができ、制御ポンプ１６によって搬送チューブ１４を介して基板１１に連続的又は間欠的に機能付与物質１３を供給することができように構成されている。
【００１２】
つぎに本実施の形態に係る通過穴８１ａを有したマイクロパイル８１の製造方法について説明する。なお、本実施の形態に係る通過穴を有したマイクロパイルの製造装置は、長さが数百μｍ以下で且つ内径数十μｍ以下の通過穴を有したマイクロパイルを製造するようになっている。
【００１３】
図２（ａ）に示すように、本実施の形態に係るマイクロパイル製造装置１１０は、地面１９０上に設置された室１２０ａを形成する壁部１２０と、壁部１２０に設置されて室１２０a内の湿度を３０％から６０％まで任意の湿度の±５％の範囲に維持する湿度維持手段として湿度維持装置１３０と、室１２０ａ内に設置されてマイクロパイル８１（図３参照）の材料８０が設置される材料設置部材としての基板１４１と、基板１４１の温度を変更する部材温度変更手段としてのヒーター１４２と、基板１４１に固定された柱部１４３と、柱部１４３に沿って矢印１４４ａ、１４４ｂで示す方向に移動可能な柱部１４３に支持された移動部１４４と、移動部１４４に固定されたシリンジ１４５と、シリンジ１４５の温度を変更するヒーター１４６と、シリンジ１４５に設置されて材料８０の一部を付着させるための５０本の中空ピン１４７と、図２（ｂ）に示すように、シリンジ１４５の内部にあって、シリンジ１４５に設置された支持部１５１と、支持部１５１にそって矢印１５２ａ、１５２ｂで示す方向に移動可能な支持部１５１に支持された移動部１５２と、移動部１５２に固定された基板１５３と、基板１５３に設置されて、中空ピン１４７の孔部１４７ｂの中心軸に沿って材料８０に貫通孔をあけさせるための５０本のピック１５４と、シリンジ１４５内部のエアー１６０の圧力をチューブ１６１を介して制御する圧力変更手段としての圧力制御機構１６２と、移動部１４４を柱部１４３に沿って移動させるための駆動機構１４８と、移動部１５２を支柱部１５１に沿って移動させる駆動機構１５５と、ヒーター１４２、ヒーター１４６、圧力制御機構１６２、駆動機構１４８及び駆動機構１５５の動作を制御する制御手段としてのコンピュータ１５０とを備えている。
【００１４】
本実施形態における材料８０は、生分解性材料であるマルトースを主成分としたものを用いる場合について説明するが、ポリ乳酸などを主成分とする材料や、加熱により溶融するその他材料であってもよい。
【００１５】
次にマイクロパイル製造装置１１０の動作について説明する。湿度維持装置１３０は、室１２０ａ内の湿度を所定の範囲に常に維持している。まず、基板１４１の上に固形または半溶解の材料８０が設置される。
【００１６】
（材料溶解工程）
そして、マイクロパイル製造装置１１０の操作者からマイクロパイルの製造がコンピュータ１５０に指示されると、コンピュータ１５０は、ヒーター４２によって基板１４１の温度を約１１０℃に維持するように制御することによって、基板１４１に設置された材料８０を溶解（略半溶解状態）させる。
【００１７】
（材料付着工程）
次に、コンピュータ１５０は、駆動機構１４８によって移動部１４４を柱部１４３に沿って矢印１４４ａで示す方向に移動させることによって、移動部１４４に固定されたシリンジ１４５に設置された中空ピン１４７を、基板１４１上で溶解されている材料８０に図４（ａ）に示すように接触させ、中空ピン１４７に材料８０の一部を付着させる。ここで、マイクロパイル製造装置１０は、シリンジ１４５に設置された５０本の中空ピン１４７が均一に材料８０に接触するように、精度良く形成されている。
【００１８】
（材料穴開工程）
次いで、コンピュータ１５０は、駆動機構１５５によって移動部１５２を支柱部１５１に沿って矢印１５２ａで示す方向に移動させることによって、移動部１５２に固定された基板１５３に設置されたピック１４７を、基板１４１上で溶解されている材料８０に図４（ｂ）に示すように貫通させ、材料８０に接触された中空ピン１４７の中心位置の材料８０に貫通穴を開ける。ここで、マイクロパイル製造装置１１０は、基板１５３に設置された５０本のピック１５４が中空ピン１４７の孔部１４７ｂを接触することなく移動し且つ均一に材料８０に貫通穴を開けるように、精度良く形成されている。
【００１９】
（成形工程）
次に、コンピュータ１５０は、ヒーター１４２によって基板１４１の温度を約１００℃に維持するように制御したまま（略半固化状態）、ヒーター１４６によってシリンジ１４５を介して中空ピン１４７の温度を約１２０℃に維持するように制御した後、圧力発生装置１６２によってエアー１６０をチューブ１６１を介して矢印１６０ａで示す方向に約５ｍｌ／ｍｉｎでエアー１６０の圧を送りながら、駆動機構１４８によって移動部１４４を柱部１４３に沿って矢印１４４ｂで示す方向に約１００μｍ／ｓｅｃで約５００μｍ移動させ中空ピン１４７の先端を材料８０に接触させる。これにより材料８０の中空ピンとの接触部分は所定の粘度をもった状態まで溶解する。次に中空ピン１４７を図４（ｃ）に示すように、中空ピンを材料８０から離隔させる。このとき部分的に溶解した材料８０張力作用により、突起部分８０ｂが引き伸ばされ、長さ約５００μｍの略錐形で通過穴８１ａを有するマイクロパイル８１（図３参照）が成形される。なお、５０本の中空ピン１４７が、１０行５列の格子点状に約５００μｍ間隔でシリンジ１４５に設置されているので、材料８０上には、５０本の通過穴８１ａを有する突起部分８０ｂが１０行５列の格子点状に約５００μｍ間隔で成形される。なお、図３において通過穴を有したマイクロパイル８１を１２本しか描いていないのは、視認性を考慮して簡略化しているためである。
【００２０】
（切離工程）
最後に、コンピュータ１５０は、ヒーター１４６によってシリンジ１４５を介して中空ピン１４７の温度を下げて約９０℃に維持するように制御した後、圧力発生装置１６２によってエアー１６０をチューブ１６１を介して矢印１６０ｂで示す方向に約５ｍｌ／ｍｉｎで吸い戻しながら、駆動機構１４８によって移動部１４４を柱部１４３に沿って矢印１４４ｂで示す方向に約２ｍｍ／ｓｅｃで移動させることによって、中空ピン１４７を、図４（ｄ）に示すように材料８０の突起部分８０ｂから離隔させ、中空ピン１４７に付着した付着部分８０ａを通過穴８１ａを有する突起部分８０ｂから切り離す。
【００２１】
以上のようにして、図３に示すように、通過穴８１ａを有する糖を主成分とするマイクロパイル８１を製造することができる。なお、付着部分８０ａが切り離された材料８０のうちマイクロパイル８１以外の部分は、マイクロパイル８１を支持する基台８２として機能する。
【００２２】
なお、本実施形態の機能付与用マイクロパイル製造装置１１０は、中空ピン１４７のうち材料８０に接触する端面１４７ａの形状が図５に示すような略円形状であるとき、図６に示すような通過穴を有する略円錐状のマイクロパイル８１を成形でき、端面１４７ａの形状が略三角形であるとき、通過穴を有する略三角錐状のマイクロパイル８１を成形できるなど、中空ピン１４７の端面１４７ａの形状に反映した形状の通過穴を有するマイクロパイル８１を製造することが容易に推測できる。
【００２３】
次に機能付与針器具１０の組立工程について説明する。上述したマイクロパイル製造装置によって成形された、支持部の形状が約１５ｍｍ角の基台８２上に５０本の通過穴を有するマイクロパイル８１を準備する。また、図示しない装置等によって、プラスチック等の材料で形成された外形断面形状が約２０ｍｍ角で内側に約１５ｍｍ角で深さ約１０ｍｍの窪みが形成された基板１１と、化学繊維等でメッシュ状に形成された外形が約１３ｍｍ角で厚さが約８ｍｍの保持部材１２を準備する。
次に基板１１の上記窪みに保持部材１２を挿入し、続いてマイクロパイル８１を基台８２を介して基板１１の爪部１１ａに接着剤等で漏れの無きよう固定する。このとき、保持部材１２は、基板１１の爪部１１ａによって容易に外れないように保持される。
【００２４】
さらに、基板１１の底面に穴部１１ｂを設け、そこへ軟性の材質からなる長さ約５０ｍｍ程度の搬送チューブ１４の片方を漏れの無きよう接続し、残る片方に付与制御コンテナ１５を漏れの無きよう接続する。なお、付与制御コンテナ１５は、制御ポンプ１６と内容量が約５０ｍｌの貯留タンク１７から構成されている。
【００２５】
以上のようにして、図１に示すように、機能付与物質を貯留し、その付与の程度を連続的又は間接的に制御できる機能付与針器具１０を製造することができる。
【００２６】
次に、機能付与針器具１０の使用方法について説明する。
【００２７】
機能付与針器具１０の利用者は、基板１１をもってマイクロパイル８１を自己又は他人の皮膚に押し当てることによって、マイクロパイル８１を皮膚に刺すことができる。ここで、マイクロパイル８１が十分に微細に製造されていれば、マイクロパイル８１が皮膚に刺された人は、痛みを感じることが無い。
【００２８】
ここで、制御ポンプ１６を作動させない状態においても、マイクロパイル８１を皮膚に刺されると、基板１１の上記窪み内の機能付与物質１３が、マイクロパイル８１の通過穴８１ａを通って生体内に入る。また、基板１１内が大気以下であっても機能付与物質１３は毛細化現象によりマイクロパイル８１の通過穴８１ａを通って生体内に入る。
【００２９】
したがって、機能付与物質１３が皮膚に入った人は、機能付与物質１３によって種々の効果を得ることができる。例えば、機能付与物質１３が食紅等の着色剤を成分として含んでいるとき、機能付与物質１３が皮膚に入った人は、皮膚に化粧等の装飾効果を得ることができる。また、機能付与物質１３が紫外線吸収剤を成分として含んでいるとき、機能付与物質１３が皮膚に入った人は、皮膚に日焼け止め効果を得ることができる。また、機能付与物質１３がインシュリン等の薬剤を成分として含んでいるとき、機能付与物質１３が皮膚に入った人は、糖尿病などの治療や予防が行われることになる。
【００３０】
また、機能付与針器具１０の利用者は、上述した着色剤、紫外線吸収剤、薬剤等の機能付与物質１３を生体内へ付与するとき、付与制御コンテナ１５の貯留タンク１７によって貯留された機能付与物質１３の供給する程度を制御ポンプ１６で制御することによって、連続的又は間欠的に機能付与物質を生体内へ付与することが可能である。
例えば、機能付与針器具１０のマイクロパイル８１を生体内に刺した後、付与制御コンテナ１５の貯留タンク１７に貯留された機能付与物質１３を付与制御コンテナ１５の制御ポンプ１６によって約１ｍｌ／ｍｉｎの流量で約３分間供給した後、間隔をあけて、約２ｍｌ／ｍｉｎの流量で約２分間供給するような制御で機能付与物質１３を生体内へ付与することが可能となる。
【００３１】
また、機能付与針器具１０の利用者は、上述した着色剤、紫外線吸収剤、薬剤等の機能付与物質１３を生体内に付与した程度を、付与制御コンテナ１５の貯留タンク１７に貯留する機能付与物質１３からの供給量を制御ポンプ１６で制御することによって、その付与した量及び残量を簡単に確認することが可能である。
例えば、機能付与針器具１０の付与制御コンテナ１５の貯留タンクの容量が２０ｍｌであったとき、マイクロパイル８１を生体内に刺した後、付与制御コンテナ１５の貯留タンク１７に貯留された機能付与物質１３を付与制御コンテナ１５の制御ポンプ１６によって約２ｍｌ／ｍｉｎの流量で約８分間供給した場合、約１６ｍｌの機能付与物質を生体内に付与したことと、約４ｍｌの機能付与物質１３の残量を確認することが可能となる。
【００３２】
また、機能付与針器具１０は、マイクロパイル８１の成形後に機能付与物質１３が貯留タンク１７に貯留されるので、マイクロパイル８１が上述したように高温に加熱されて成形される場合であっても、高温に弱い物質を機能付与物質１３として貯留することができる。例えば、上述した製造方法では基板１４１の温度が約１００℃になり、ピン１４７の温度が約１２０℃になるので、マイクロパイル８１の材料８０は、成形過程で約１００℃を超える高温になるが、マイクロパイル８１を成形後に冷めた状態で機能付与物質１３が貯留される基板１１に設置されるので、１００℃を超える高温に弱いビタミンＣや、７０℃を超える高温に弱いワクチンや、２０℃を超える高温に弱いＤＮＡ等を機能付与物質１３として貯留することができる。
【００３３】
また、材料８０は、生分解性材料を主成分とするため、マイクロパイル８１に無理な力が加わってマイクロパイル８１が生体内で折れて残った場合でも、生体内で溶解し消失するので、安全に機能付与物質を付与することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明に係る機能付与針器具は、機能付与物質を生体内に付与できる量を従来より増加でき、特に医療などの分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る機能付与針器具の側面断面図。
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態に係るマイクロパイル製造装置の側面断面図。（ｂ）図１（a）に示すマイクロパイル製造装置のシリンジ部の側面断面図。
【図３】（ａ）図２に示すマイクロパイル製造装置によって製造されたマイクロパイルの一部の外観斜視図。（ｂ）図３（a）に示すマイクロパイルの側面断面図。
【図４】（ａ）図２に示すマイクロパイル製造装置の材料付着工程における材料の一部の側面断面図。（ｂ）図２に示すマイクロパイル製造装置の材料穴開工程における材料の一部の側面断面図。（ｃ）図２に示すマイクロパイル製造装置の成形工程における材料の一部の側面断面図。（ｄ）図２に示すマイクロパイル製造装置の切離工程における材料の一部の側面断面図。
【図５】（ａ）端面の形状が略円形の中空状である図２に示すマイクロパイル製造装置の中空ピンの側面図。（ｂ）図５（ａ）に示す中空ピンの上面図。
【図６】（ａ）図５に示す中空ピンを備えたマイクロパイル製造装置によって成形した通過穴を有するマイクロパイルの側面図。（ｂ）図６（ａ）に示す過穴を有するマイクロパイルの上面図。
【符号の説明】
【００３６】
１０  機能付与針器具（機能付与用皮膚用針）
１１  基板
１２  保持部材
１３  機能付与物質
１４  搬送チューブ
１５  付与制御コンテナ（補給手段）
８０  材料（生分解性材料）
８０ａ  付着部分
８０ｂ  突起部分
８１  マイクロパイル（皮膚用針）
８１ａ  通過穴  
１１０  マイクロパイル製造装置  
１３０  湿度維持装置（湿度維持手段）
１４１  基板（材料設置部材）
１４２  ヒーター（材料温度変更手段）
１４５  シリンジ
１４６  ヒーター（中空ピン温度変更手段）
１４７  中空ピン
１４７ａ  中空ピンの孔部
１４８  駆動機構（中空ピン移動手段）
１５０  コンピュータ（制御手段）
１５４  ピック
１５５  駆動機構（ピック移動手段）
１６０  エアー（空気）
１６２  圧力制御機構（圧力変更手段）
【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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