(57)【要約】      （修正有）【課題】針状体表面に、従来の針状体より多量の薬液を保持することが可能な針状体の製造方法を提供する事を課題とする。【解決手段】支持体である基体１２の一方の面に突起部１１を備える針状体１０の製造方法であって、樹脂を成形することにより針状体の突起部１１を形成する工程と、突起部１１の表面を粗化する工程と、を備えており、粗化する工程が、突起部１１の表面に対して酸素プラズマ処理または反応性イオンエッチング（ＲＩＥ、Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を施す工程であることを特徴とする針状体の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体である基体の一方の面に突起部を備える針状体の製造方法であって、
樹脂を成形することにより針状体を形成する工程と、
突起部の表面を粗化する工程と、を備えており、
粗化する工程が、突起部の表面に対して酸素プラズマ処理または反応性イオンエッチング（ＲＩＥ、Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を施す工程であることを特徴とする針状体の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂を成形することにより前記針状体を形成する工程により形成される前記突起部の、高さが２０μｍ〜１０００μｍであり、前記突起部が形成された基体の面における突起部の最大の長さが１μｍ〜３００μｍであり、前記突起部の先端角が５°〜４５°であり、
前記突起部の表面を粗化する工程により形成される、粗化された側面である粗面部の高さが０．１μｍ〜５０．０μｍであり、粗面の深さが０．１μｍ〜５．０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の針状体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤の投与に用いられる針状体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
針状体は、薬剤の投与対象に対して薬剤を皮膚から投与するための投与部を備える。投与部の一形態である針状体は、微細な針形状を有する複数の突起部と、板状の基体とを備え、複数の突起部は、基体の表面に起立して並んでいる。針状体を用いた薬剤の投与方法では、まず、投与対象の皮膚に針状体が押し付けられることによって、突起部が皮膚を穿孔し、次いで、突起部によって形成された孔から、投与対象の体内に薬剤が送り込まれる。こうした針状体の突起部の表面には薬剤が保持されているため、薬剤は、突起部とともに投与対象の皮内に入り、体内に拡散する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述の針状体に薬剤を保持させる工程において、薬剤は、まず液体の状態で突起部の表面に塗布された後、固化され、突起部の表面に保持される。それゆえに、針状体が保持可能な薬剤の量、すなわち、針状体が投与可能な薬剤の量は、突起部の表面積に応じた量に制限されてしまうため、投与可能な薬剤の量を増大させることのできる針状体が望まれている。なお、投与可能な薬剤の量を増大させる要請は、薬剤の保持形態に関わらず、針状体において共通している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１０５４９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、針状体表面に、従来の針状体より多量の薬液を保持することが可能な針状体の製造方法を提供する事を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、支持体である基体の一方の面に突起部を備える針状体の製造方法であって、
樹脂を成形することにより針状体を形成する工程と、
突起部の表面を粗化する工程と、を備えており、
粗化する工程が、突起部の表面に対して酸素プラズマ処理または反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を施す工程であることを特徴とする針状体の製造方法である。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、前記樹脂を成形することにより前記針状体を形成する工程により形成される前記突起部の、高さが２０μｍ〜１０００μｍであり、前記突起部が形成された基体の面における突起部の最大の長さが１μｍ〜３００μｍであり、前記突起部の先端角が５°〜４５°であり、
前記突起部の表面を粗化する工程により形成される、粗化された側面である粗面部の高さが０．１μｍ〜５０．０μｍであり、粗面の深さが０．１μｍ〜５．０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の針状体の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の針状体の製造方法によれば、突起部の表面が粗面を有する針状体を製造するこ
とができるため、投与可能な薬剤の量を増大させることができる針状体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の針状体の斜視図を例示する概略説明図である。
【図２】酸素プラズマ処理を樹脂材料（ＰＭＭＡ、ＰＥＴ、ＣＰＰ）の表面に実施する前後のＳＥＭ画像の例である。
【図３】ＰＭＭＡを使用した針状体の突起部表面に酸素プラズマ処理を行う前後のＳＥＭ画像の例である。
【図４】ＰＭＭＡを使用した針状体の突起部表面に酸素プラズマ処理を行う前後のレーザー顕微鏡による表面形状の測定結果の一例である。
【図５】ＰＭＭＡを使用した針状体の突起部表面への酸素プラズマ処理有無での破断強度試験の結果を示すグラフの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［針状体の構成］
図１を参照して、針状体を構成する投与部の一例である針状体の構成について説明する。
【００１１】
図１が示すように、針状体１０は、板状の基体１２と、基体１２から突き出た突起部１１とを備えている。基体１２は、突起部１１が配置された面である第１面１１Ｓと、第１面１１Ｓとは基体１２の反対側の面である第２面１１Ｔとを有し、第１面１１Ｓは突起部１１の基端Ｂを支持している。
第１面１１Ｓと対向する方向から見た基体１２の外形は特に限定されず、基体１２の外形は、円形や楕円形であってもよいし、矩形であってもよい。
【００１２】
突起部１１の形状は、特に限定されないが、突起部１１の表面を仮想的な平面とみなした場合において平面で囲まれた錐体形状であることが好ましい。錐体とは、平面上の閉じた領域と、この平面外の一つの点である規定点とを規定して、当該領域を、平面から規定点に向けて、相似形状を保ったまま拡大せずに規定点に一致する形状になるまで変形させたときに、当該領域が通過する部分から構成される立体である。錐体は、三角錐や四角錐等の、いわゆる数学的な意味での錐体を含む。この場合、平面上の閉じた領域が底面であり、規定点が頂点である。ここでの頂点とは、数学的な意味での点ではなく、一定の広がりをもった範囲を指す。平面で囲まれた錐体形状には、例えば、三角錐や四角錐等の、底面が多角形である錐体形状が含まれる。
【００１３】
図１（Ａ）は、突起部１１が四角錐形状を有し、突起部１１の底面と、側面が、それぞれ四角形および三角形である例を示している。
図１（Ｂ）は当該突起部１１が、基体１２上に１本形成されている例を示している。
図１（Ｃ）は当該突起部１１が、基体１２上に複数本形成されている例を示している。
図１（Ｄ）は、突起部１１が円錐形状を有し、突起部１１の底面と、側面が、それぞれ円形および三角形である例を示している。
図１（Ｅ）は当該突起部１１が、基体１２上に１本形成されている例を示している。
図１（Ｆ）は当該突起部１１が、基体１２上に複数本形成されている例を示している。
【００１４】
突起部１１の側面が粗化された粗面部の高さは、０．１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。粗面部の高さが０．１μｍ以上であれば、粗面部の高さの再現性を得られやすく、粗面部の高さが５０μｍ以下であれば、突起部１２の有する剛性が粗面部によって大きく変動することが抑えられる。
【００１５】
突起部１１の高さＨｐは、基体１２の厚さ方向、すなわち基体１２の第１面１１Ｓの広がる方向と直交する方向における、第１面１１Ｓから突起部１１の先端までの長さである。突起部１１の高さＨｐは、突起部１１による穿孔の目的や投与される薬剤の種類等に応じて、突起部１１の穿孔によって形成する必要のある孔の深さに基づいて決定される。突起部１１の高さＨｐは、２０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
突起部１１の幅Ｗｐは、基体１２の第１面１１Ｓの広がる方向と平行な方向における突起部１１の最大の長さである。例えば、突起部１１が正四角錐形状を有するとき、基体１２の第１面１１Ｓ内に形成された突起部１１の底面である正方形の対角線が、突起部１１の幅Ｗｐである。突起部１１の幅Ｗｐは、必要とされる突起部１１のアスペクト比や突起部１１の穿孔によって形成する必要のある孔の容積等に応じて決定される。突起部１１の幅Ｗｐは、１μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
突起部１１の先端が尖った形状に形成される場合、突起部１１の先端角θは５°以上４５°以下であることが好ましい。突起部１１の先端角θは、基体１２の厚さ方向の断面において、突起部１１の先端が形成する角度の最大値である。例えば、突起部１１が正四角錐形状を有するとき、突起部１１の先端角θは、突起部１１の底面の正方形の対角線を底辺とし、正四角錐の頂点を頂点とする三角形の頂角である。
なお、針状体１０が複数の突起部１１を有する場合、複数の突起部１１には、互いに異なる形状の突起部１１が含まれてもよい。
【００１８】
［針状体の製造方法］
上述した針状体１０の製造方法について説明する。
【００１９】
＜原版作製工程＞
まず、原版作製工程では、突起部１１及び基体１２からなる針状体１０の原版が作製される。原版は、原版基体と、原版基体から突き出た原版突起部とを備えている。原版基体は、作製しようとする針状体１０の基体１２とほぼ同じ形状を有し、原版突起部の配置された面である形成面と形成面とは反対側の面である非形成面とを有している。原版突起部は、その表面形状を除いて、作製しようとする突起部とほぼ同じ形状を有する。例えば、突起部１１が四角錐形状を有するとき、原版突起部も突起部１１と同様の四角錐形状を有する。
【００２０】
原版の形成材料は特に限定されず、公知の微細加工技術によって加工可能な材料が用いられればよい。原版の形成材料としては、例えば、ステンレス鋼やアルミニウムやチタン等の金属材料、アルミナ、窒化アルミニウム、マシナブルセラミックス等のセラミックス、シリコンやガラス等の硬脆性材料、アクリルやポリアセタール等の有機材料等が挙げられる。原版の形成材料は、加工適性や、材料の入手容易性等を考慮して選択されることが好ましい。
【００２１】
原版の形成には、機械加工技術や半導体装置の製造に用いられる加工技術等、公知の微細加工技術が用いられる。微細加工技術としては、例えば、ダイシング、サンドブラスト法、レーザー加工法、リソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法等が挙げられる。
【００２２】
＜複製版作製工程＞
続いて、複製版作製工程では、原版の粗面を反転させた形状の凹部を有する複製版が作製される。
複製版の形成材料としては、成形性、成形物における微細形状の追従性、および、成形物の離型性が高いという観点から、シリコーン樹脂が用いられることが好ましく、シリコーン樹脂は、ポリジメチルシロキサンを含有するシリコーン樹脂であることが特に好ましい。こうしたシリコーン樹脂としては、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）に硬化剤を添加したシリコーン樹脂を用いることができる。複製版の形成材料として、離型性に優れたシリコーン樹脂が用いられることによって、成形物の離型性が向上するため、成形物の離型に際しての型の損傷を抑えることができる。
【００２３】
複製版の作製に際しては、まず、原版が、複製版の形成材料を含む液体によって埋められ、液体が硬化される。そして、硬化物が原版から剥離されることによって複製版が形成される。すなわち、原版の粗面を写し取って反転させることによって複製版が形成される。
【００２４】
＜充填工程＞
続いて、充填工程では、複製版の凹部に、針状体１０の形成材料が充填されて、成形物が形成される。
針状体１０の形成材料は、複製版への充填によって成形可能な材料であれば特に限定されないが、生分解性を有する材料であることが好ましい。
生分解性を有する樹脂として、例えば、ポリ乳酸、乳酸とグリコール酸との共重合体、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリブチレンサクシネート・カーボネート、ポリカプロラクトン、ポリエステルアミド、ポリエステルカーボネート、および、これらの混合物が挙げられる。特に、ポリ乳酸や、乳酸とグリコール酸の共重合体等が用いられることが好ましい。
【００２５】
また、針状体１０の形成材料として水溶性高分子が用いられてもよい。水溶性高分子としては、例えば、デンプン、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、キトサン、メチルセルロース（ＭＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリル酸系ポリマー、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、および、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）からなる群から選択される１種類以上の化合物が用いられる。これらの水溶性高分子の中でも、突起部１０の形成材料として、カルボキシメチルセルロースおよびキトサンの少なくとも一方が用いられることが好ましい。カルボキシメチルセルロースやキトサンは、生物学的安全性が高いためである。
なお、突起部１１の形成材料と基体１２の形成材料とは、互いに異なる組成を有していてもよい。
【００２６】
針状体１０の形成材料の複製版への充填方法は特に限られない。針状体１０の形成材料として熱可塑性樹脂が用いられる場合には、生産性が高められる観点から、インプリント法、ホットエンボス法、射出成形法、押し出し成形法、または、キャスティング法などを利用して、形成材料が複製版へ充填され、成形物が形成されることが好ましい。
【００２７】
また、針状体１０の形成材料として水溶性高分子が用いられる場合には、水溶性高分子が溶解された溶液が複製版に充填されればよい。充填物が乾燥により固化することによって、成形物が形成される。
【００２８】
＜離型工程＞
離型工程では、成形物が複製版から離型される。複製版から離型された成形物が、針状体１０である。
なお、離型後の成形物が機械加工により打ち抜かれて、針状体１０が形成されてもよい。すなわち、成形物の打ち抜きによって、針状体１０の基体１２の外形が整えられてもよいし、１つの成形物から複数の突起部１０が形成されてもよい。
これにより、突起部１１の表面に粗面を有する針状体１０が形成される。
【００２９】
なお、複製版からの成形物の剥離性を高めるために、すなわち、複製版から成形物を分離し易くするために、複製版に針状体１０の形成材料を充填する前に、複製版の内側面に、成形物の離形性を高める機能を有する離形層を形成してもよい。例えば、離形層はフッ素系樹脂から構成される。離形層は、例えば、ＣＶＤ法、スピンコート法、ディップコート法等の薄膜形成方法を用いることによって、好適に形成することができる。
【００３０】
＜表面処理工程＞
続いて、表面処理工程では、突起部を有する針状体アレイに対する処理が行われることによって作製される。具体的には、表面処理工程は、針状体アレイを酸素プラズマ処理またはＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）モードで酸化させる。こうした工程によって樹脂の表面が粗化され、針状体アレイ表面には、粗面が形成される。粗面の大きさや数は特に限定されないが、粗面の深さは、０．１μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
このように製造された針状体アレイの針状体１０の突起部１１の表面に、液状の薬剤が付され、固化されることにより、突起部１１の表面に薬剤が保持される。薬剤は、皮内に投与されることにより機能する物質であれば、その種類は特に限定されず、薬剤としては、例えば、生理活性物質や美容効果を有する化粧品組成物等が挙げられる。
【００３２】
針状体１０の使用に際しては、針状体１０が投与対象の皮膚に押し付けられることによって、突起部１１が皮膚に刺さる。すなわち、突起部１１の先端が皮膚に向けられて、基体１２の第１面１１Ｓが皮膚に接触するまで、基体１２が皮膚に押し付けられる。薬剤は、突起部１１とともに皮内に入り、投与対象の体内に拡散する。
【００３３】
［作用］
本実施形態の作用について説明する。針状体１０の突起部１１の表面は、多数の粗面を有しているため、突起部１１の表面が平面（粗面でない面）である構成と比較して、突起部１１の表面積が増大する。その結果、突起部１１の保持可能な薬剤の量が増大するため、針状体１０によって投与可能な薬剤の量が増大する。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）針状体１０の突起部１１の表面が、多数の粗面を有しているため、突起部１１の表面が粗化されていない（粗面でない）平面である構成と比較して、突起部１１の表面積が増大する。その結果、突起部１１の保持可能な薬剤の量、ひいては、投与可能な薬剤の量を増大させることができる。
【００３５】
（２）突起部１１の表面の全体に粗面が配置されているため、粗面が突起部１１の表面の一部に配置されている構成と比較して、突起部１１の保持可能な薬剤の量を増大させることができる。
【００３６】
（３）ＲＩＥエッチングすることによって、針状体表面に粗面が形成される。こうした製造方法によれば、微細な粗面を、凹部や凸部を１つずつ加工する複雑な機械加工に依らずに形成することができる。
【実施例】
【００３７】
上述した針状体およびその製造方法について、具体的な実施例および比較例を用いて説明する。
【００３８】
＜実施例１＞
樹脂シートとしてアクリル（ＰＭＭＡ）シート、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ
）シート、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）シートを基材として用意した。
表面処理工程では、プラズマ処理装置に各シートを設置し、プラズマチャンバー内をＮ２で置換後、プラズマ酸化工程として、複製版の内側面に対し、酸素プラズマによるプラズマ処理を、Ｏ２流量１２ｓｃｃｍ、圧力１０Ｐａ、高周波電力２５０Ｗ、３０ｍｉｎの条件で行った。この基材表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察したところ、いずれの基材においても、多数の凸部と、多数の凹部とから構成される粗面を有していた。これにより、表面が粗面化された基材が作製された（図２参照）。なお、図２においては、アクリル（ＰＭＭＡ）シートは２０００倍、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）シート及び無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰシート）は１０００倍の倍率で観察をおこなっている。
【００３９】
＜実施例２＞
原版作製工程では、原版の形成材料として金属シリコンを用い、ダイシングソーを用いて原版突起部と原版基体との外形を研削により形成した。複製版作製工程では、複製版の形成材料としてシリコーン樹脂を用い、転写成形によって原版の粗面を反転させて写し取り、複製版を作製した。
【００４０】
充填工程では、アクリル（ＰＭＭＡ）樹脂を用い、加熱成形によって針状体アレイ成形物を成形した。離型工程として、成形物を複製版から剥離することによって、針状体アレイが得られた。
【００４１】
表面処理工程では、プラズマ処理装置に複製版を設置し、プラズマチャンバー内をＮ２で置換後、プラズマ酸化工程として、針状体面に対し、酸素プラズマによるプラズマ処理を、Ｏ２流量１２ｓｃｃｍ、圧力１０Ｐａ、高周波電力２５０Ｗ、３０ｍｉｎの条件で行った。これにより、針状体が作製された。
【００４２】
針状体を、実体顕微鏡を用いて観察したところ、加工面は白濁していた。これは、加工面に細かい粗面が形成されていることを示唆する。
【００４３】
また、針状体の突起部の表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察したところ、突起部の表面は、多数の凸部と、多数の凹部とから構成される粗面を有していた（図３参照）。
【００４４】
さらに、こられのサンプルをレーザー顕微鏡にて表面形状を測定した結果、カットオフ値λc＝８０μｍにて図４に示すような結果を得た。これらのことから、未処理の表面は処理済の表面と比較して０．１〜５．０μｍ前後の粗面が得られたことを確認された。
【００４５】
最後に、ボンドテスターにて針状体を横に倒したときの強度を測定したときの破断強度を図５に示す。その結果、いずれの材料を用いた場合も酸素プラズマ処理前後で破断強度は変化しなかった。その結果、この処理は針状体強度にまで影響を及ぼさないことが確認された。
【００４６】
＜比較例１＞
プラズマ酸化工程に代えて、Ａｒプラズマによるプラズマ処理を、Ａｒ流量１７ｓｃｃｍ、圧力１０Ｐａ、高周波電力２５０Ｗ、４ｍｉｎの条件で行うこと以外は、実施例１と同様の工程によって、比較例１の針状体を作製した。
実体顕微鏡を用いて観察したところ、加工面は透明であった。
【００４７】
また、針状体の突起部の表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察したところ、突起部の表面に凸部や凹部を含む粗面は確認されなかった。
【００４８】
以上のことにより、本発明の針状体に針状体の製造方法にあっては、突起部表面に、酸素プラズマ処理または反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を施すことにより、突起部表面が親水化され、かつ、粗面化されることにより多量の薬液を保持することが可能となる。
【符号の説明】
【００４９】
１０…針状体、１１…突起部、１１Ｓ…第１面、１１Ｔ…第２面、１２…基体、Ｂ…基端、Ｈｐ…突起部の高さ、Ｗｐ…突起部の幅
【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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