(57)【要約】【課題】薬剤の円滑な投与を可能としたマイクロニードルを提供する。【解決手段】マイクロニードル１０は、支持面１１Ｓを有する基体部１１と、支持面１１Ｓから突き出た突起部１２とを備える。突起部１２は、突起部１２の内部において突起部１２の基端から先端に向けて延びる１つの主流路１５ｍと、主流路１５ｍから突起部１２の周面に向けて延びて当該周面に開口する複数の副流路１５ｓとを有し、主流路１５ｍにおける当該主流路１５ｍの延びる方向の両端部のうち、突起部１２の基端側の端部は支持面１１Ｓを貫通する開口端であり、突起部１２の先端側の端部は閉塞されている。【選択図】図１
2018171329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持面を有する基体部と、
前記支持面から突き出た突起部と、を備え、
前記突起部は、前記突起部の内部において前記突起部の基端から先端に向けて延びる１つの主流路と、前記主流路から前記突起部の周面に向けて延びて前記周面に開口する複数の副流路とを有し、
前記主流路における当該主流路の延びる方向の両端部のうち、前記突起部の基端側の端部は前記支持面を貫通する開口端であり、前記突起部の先端側の端部は閉塞されている
マイクロニードル。
【請求項２】
前記副流路の前記開口が区画する領域の重心から前記支持面までの前記支持面と直交する方向に沿った長さが、当該副流路の高さであり、
各副流路における前記高さは他の前記副流路における前記高さと互いに異なる
請求項１に記載のマイクロニードル。
【請求項３】
前記支持面と対向する方向から見て、各副流路は、他の前記副流路が前記主流路から延びる方向とは異なる方向に、前記主流路から延びている
請求項１または２に記載のマイクロニードル。
【請求項４】
前記突起部の周面は、前記支持面に対して傾斜した尖端面と、前記尖端面に繋がる複数の側面とを含み、
各副流路は他の前記副流路と異なる前記側面に開口する
請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロニードル。
【請求項５】
前記突起部は、前記支持面から延びる柱体形状を有する柱状部と、前記柱状部の頂部から延びて前記突起部の先端に向かって尖る錐状部とを有し、
前記副流路は前記錐状部の周面に開口している
請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロニードル。
【請求項６】
前記主流路内を流れる流体が単位長さあたりにおいて受ける抵抗が主流路抵抗であり、
前記副流路内を流れる流体が単位長さあたりにおいて受ける抵抗が副流路抵抗であり、
すべての前記副流路についての前記副流路抵抗の合計は、前記主流路抵抗と等しい
請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロニードル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤の投与のために用いられるマイクロニードルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワクチン等の薬剤を体内に投与する方法として、マイクロニードルを用いる方法が知られている。マイクロニードルは、先端に向かって尖った針形状を有する突起部を基体部の表面に備えている。マイクロニードルを用いる投与方法は、突起部を皮膚に刺すことによって皮膚に孔を形成し、この孔から薬剤を皮内に送り込むことで薬剤を投与する方法である。突起部の長さは、皮膚における真皮層の神経細胞に達しない長さであるため、マイクロニードルを用いる投与方法では、注射針を用いて皮下に薬剤を投与する方法と比べて、皮膚に孔が形成されるときの痛みが抑えられる。
【０００３】
マイクロニードルを用いた薬剤の投与方式の１つでは、突起部の延びる方向に基体部と突起部とを貫通する貫通孔が形成されたマイクロニードルが用いられ、貫通孔を通して液状の薬剤が皮内に投与される（例えば、特許文献１参照）。こうしたマイクロニードルは、例えば、注射針のように注射筒に取り付けられて用いられる。薬剤の投与に際しては、注射筒の備える押子が押されることによって、注射筒の外筒に充填されている薬剤が突起部に向けて押圧され、その結果、薬剤は、貫通孔を通って突起部の先端から出て皮内に入る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−７０８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、針の先端が皮下に到達する皮下注射と異なり、薬剤が投与されている間、マイクロニードルの突起部の先端は皮内に位置する。この皮内では皮下と比べて密に組織が詰まっていること、突起部の貫通孔の径が一般的な注射針の貫通孔の径と比較して小さいこと、貫通孔の内部に皮膚の組織が入り込む場合があること、これらは、貫通孔から皮内へ薬剤が円滑に流れ出ることを妨げる要因となる。このように皮内への薬剤の円滑な投与が阻害されると、薬剤の押圧に要する力の増大や薬剤の投与に要する時間の増大が生じて薬剤の投与者や被投与者の負担が大きくなったり、皮膚の表面や皮下への薬剤の漏れが生じて皮内に投与される薬剤の量が少なくなったりする。
本発明は、薬剤の円滑な投与を可能としたマイクロニードル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】
上記課題を解決するマイクロニードルは、支持面を有する基体部と、前記支持面から突き出た突起部と、を備え、前記突起部は、前記突起部の内部において前記突起部の基端から先端に向けて延びる１つの主流路と、前記主流路から前記突起部の周面に向けて延びて前記周面に開口する複数の副流路とを有し、前記主流路における当該主流路の延びる方向の両端部のうち、前記突起部の基端側の端部は前記支持面を貫通する開口端であり、前記突起部の先端側の端部は閉塞されている。
【０００７】
上記構成によれば、突起部の周面に開口する複数の副流路を突起部が有するため、突起部に供給された薬剤は、皮内の複数の箇所に分散して放出される。突起部から皮内に放出された薬剤は、細胞が密に詰まった組織内に広がっていくため、１箇所に集中して放出されるよりも、複数の箇所に分散して放出される方が、薬剤が皮内に広がりやすく、突起部から皮内へ薬剤が出るときの抵抗も小さくなる。それゆえ、薬剤の円滑な投与が可能である。
【０００８】
上記構成において、前記副流路の前記開口が区画する領域の重心から前記支持面までの前記支持面と直交する方向に沿った長さが、当該副流路の高さであり、各副流路における前記高さは他の前記副流路における前記高さと互いに異なってもよい。
【０００９】
上記構成によれば、複数の副流路の開口が、支持面と平行な平面上に並ぶことが抑えられる。それゆえ、突起部の長さ方向における特定の位置で突起部の強度が極端に低くなることが抑えられるため、皮膚への穿孔に際して突起部が変形しにくくなる。その結果、突起部の長さに応じた深さまで突起部が皮膚に刺さりやすくなる。
【００１０】
上記構成において、前記支持面と対向する方向から見て、各副流路は、他の前記副流路が前記主流路から延びる方向とは異なる方向に、前記主流路から延びていてもよい。
【００１１】
上記構成によれば、複数の副流路が、突起部の長さ方向に並ぶことが抑えられる。それゆえ、支持面に沿った方向における特定の位置で突起部の強度が極端に低くなることが抑えられるため、皮膚への穿孔に際して突起部が変形しにくくなる。その結果、突起部の長さに応じた深さまで突起部が皮膚に刺さりやすくなる。
【００１２】
上記構成において、前記突起部の周面は、前記支持面に対して傾斜した尖端面と、前記尖端面に繋がる複数の側面とを含み、各副流路は他の前記副流路と異なる前記側面に開口してもよい。
【００１３】
上記構成によれば、複数の副流路の位置の偏りや副流路の数が多くなりすぎることが抑えられる。それゆえ、突起部の強度が過度に低下することが抑えられるため、皮膚への穿孔に際して突起部が変形しにくくなる。その結果、突起部の長さに応じた深さまで突起部が皮膚に刺さりやすくなる。
【００１４】
上記構成において、前記突起部は、前記支持面から延びる柱体形状を有する柱状部と、前記柱状部の頂部から延びて前記突起部の先端に向かって尖る錐状部とを有し、前記副流路は前記錐状部の周面に開口していてもよい。
【００１５】
上記構成によれば、突起部が、先端に向けて尖る錐状部を有していることによって、皮膚に突起部が刺さりやすい。その一方で、突起部が、柱状部を有しているため、突起部によって形成された孔の径が皮膚の表面付近で広がることが抑えられる。その結果、皮内に投与された薬剤が皮膚の表面に漏れにくくなる。そして、副流路が錐状部の周面に開口しているため、薬剤が皮膚の表面に漏れにくくなる効果が高められる。
【００１６】
上記構成において、前記主流路内を流れる流体が単位長さあたりにおいて受ける抵抗が主流路抵抗であり、前記副流路内を流れる流体が単位長さあたりにおいて受ける抵抗が副流路抵抗であり、すべての前記副流路についての前記副流路抵抗の合計は、前記主流路抵抗と等しくてもよい。
【００１７】
上記構成によれば、主流路を流れる薬剤の有するエネルギーが副流路を通るときに大きく損失することが抑えられる。したがって、主流路から副流路へ効率よく薬剤を流すことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、薬剤の円滑な投与を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】マイクロニードルの一実施形態について、（ａ）は、正面側から見たマイクロニードルの斜視構造を示す斜視図、（ｂ）は、背面側から見たマイクロニードルの斜視構造を示す斜視図。
【図２】一実施形態のマイクロニードルについて、（ａ）は、主流路と副流路との斜視構造を示す図、（ｂ）は、副流路の延びる方向に沿った断面での断面構造を示す図。
【図３】一実施形態のマイクロニードルの平面構造を示す平面図。
【図４】一実施形態のマイクロニードルが注射筒に取り付けられた形態を、注射筒の備える外筒の一部を破断して示す図。
【図５】マイクロニードルの他の形態について、（ａ）は、正面側から見たマイクロニードルの斜視構造を示す斜視図、（ｂ）は、背面側から見たマイクロニードルの斜視構造を示す斜視図。
【図６】他の形態のマイクロニードルについて、主流路と副流路との斜視構造を示す図。
【図７】他の形態のマイクロニードルの平面構造を示す平面図。
【図８】マイクロニードルの他の形態について、（ａ）は、正面側から見たマイクロニードルの斜視構造を示す斜視図、（ｂ）は、背面側から見たマイクロニードルの斜視構造を示す斜視図。
【図９】他の形態のマイクロニードルについて、主流路と副流路との斜視構造を示す図。
【図１０】他の形態のマイクロニードルの平面構造を示す平面図。
【図１１】他の形態のマイクロニードルの平面構造の他の例を示す平面図。
【図１２】変形例のマイクロニードルの斜視構造を示す斜視図。
【図１３】実施例１〜５、および、比較例１のマイクロニードルについて、突起部の強度の評価結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図１１を参照して、マイクロニードルの一実施形態について説明する。
［マイクロニードルの全体構成］
図１（ａ）および（ｂ）が示すように、マイクロニードル１０は、支持面１１Ｓを有する基体部１１と、支持面１１Ｓから突き出た突起部１２とを備えている。
【００２１】
支持面１１Ｓは、突起部１２の基端を支持している。支持面１１Ｓの形状は特に限定されず、支持面１１Ｓは円形状であってもよいし、多角形形状であってもよい。基体部１１は、図１に示す例のように平板状であってもよいし、あるいは、支持面１１Ｓから突起部１２とは反対方向に延びる筒状であってもよい。基体部１１は、基体部１１の外周部等に、マイクロニードル１０に液状の薬剤を供給するための器具とマイクロニードル１０とを接続するための溝や突起等の構造を有していてもよい。
【００２２】
突起部１２は、支持面１１Ｓから延びる柱体形状を有する柱状部１３と、柱状部１３の頂部から延びる錐体をその延びる方向に対して斜めに切断した形状を有する錐状部１４とから構成される。
【００２３】
詳細には、柱状部１３は、四角柱形状を有し、支持面１１Ｓ内に区画された正方形形状の底面から延びる４つの側面１３Ｄを備える。側面１３Ｄは、支持面１１Ｓに直交している。また、錐状部１４は、四角錐をその延びる方向に対して斜めに切断した形状を有しており、４つの側面１４Ｄと、これらの側面１４Ｄの各々と辺を共有して繋がる１つの尖端面１４Ｔとを備えている。
【００２４】
側面１４Ｄは、支持面１１Ｓに対して傾斜しており、１つの側面１４Ｄは、１つの側面１３Ｄと１辺を共有している。尖端面１４Ｔもまた、支持面１１Ｓに対して傾斜しており、尖端面１４Ｔに含まれる辺は、いずれも、支持面１１Ｓに対して傾斜している。図１に示す例では、尖端面１４Ｔが有する頂点のなかで最も基体部１１に近い頂点、すなわち、最も突起部１２の基端側に位置する頂点は、錐状部１４における基端側の端部、すなわち、柱状部１３と接する端部に位置している。こうした構成においては、尖端面１４Ｔにおける最も基体部１１に近い頂点を尖端面１４Ｔと共有する側面１４Ｄは、三角形形状を有する。
【００２５】
尖端面１４Ｔは、最も基体部１１に近い頂点と最も基体部１１から離れた頂点とを結ぶ直線に対して線対称な形状を有し、最も基体部１１から離れた頂点が、突起部１２の尖端の点である尖端点Ｐを構成している。
【００２６】
突起部１２の周面は、上記４つの側面１３Ｄと、４つの側面１４Ｄと、尖端面１４Ｔとから構成される。突起部１２の支持面１１Ｓからの長さは、尖端点Ｐにて最も大きくなっている。
【００２７】
突起部１２は、その内部に、突起部１２の基端から先端に向けて延びる１つの主流路１５ｍと、主流路１５ｍから突起部１２の周面に向けて延びる複数の副流路１５ｓとを有している。主流路１５ｍと副流路１５ｓとは互いに連通し、主流路１５ｍおよび副流路１５ｓの各々は、突起部１２の内部に、流体を流すことの可能な空間を区画している。主流路１５ｍは支持面１１Ｓを貫通してマイクロニードル１０の外部と連通し、副流路１５ｓは突起部１２の周面に開口している。図１は、突起部１２が２つの副流路１５ｓを有する例を示している。
【００２８】
マイクロニードル１０の備える突起部１２の数は１つであってもよいし、複数であってもよい。マイクロニードル１０が１つの突起部１２を備える場合、突起部１２は支持面１１Ｓの中央に位置することが好ましい。また、マイクロニードル１０が複数の突起部１２を備える場合、複数の突起部１２は、支持面１１Ｓ上に、例えば、格子状や、円形状や、同心円状に配列される。
【００２９】
［流路の詳細構成］
図２および図３を参照して、主流路１５ｍおよび副流路１５ｓの詳細な構成について説明する。図２（ａ）は、主流路１５ｍおよび副流路１５ｓの外形を実線で示し、突起部１２の外形を二点鎖線で示す図であり、図２（ｂ）は、主流路１５ｍの中心を通る直線を境界として各副流路１５ｓの延びる方向に沿った突起部１２の断面を示す図である。
【００３０】
図２が示すように、主流路１５ｍは、突起部１２の中央部に位置し、突起部１２の長さ方向、すなわち、支持面１１Ｓと直交する方向に沿って延びている。主流路１５ｍの延びる方向における両端部のうち、突起部１２の基端側の端部は開口端である。例えば、主流路１５ｍは、基体部１１を貫通して基体部１１における支持面１１Ｓとは反対側の面に開口している。一方、主流路１５ｍの延びる方向における両端部のうち、突起部１２の先端側の端部は、閉塞されている。すなわち、主流路１５ｍにおける突起部１２の先端側の端部は、突起部１２の尖端面１４Ｔに達していない。
【００３１】
副流路１５ｓは、突起部１２の幅方向、すなわち、支持面１１Ｓと平行な方向に沿って延びている。副流路１５ｓの延びる方向における両端部のうち、一方の端部は主流路１５ｍに接続し、他方の端部は、突起部１２における錐状部１４の側面１４Ｄに開口している。複数の副流路１５ｓの各々は、４つの側面１４Ｄのうちの互いに異なる面に開口している。換言すれば、１つの側面１４Ｄに開口する副流路１５ｓの数は１以下である。尖端面１４Ｔおよび柱状部１３の側面１３Ｄは、流路の端部である開口を有していない。
【００３２】
主流路１５ｍと副流路１５ｓとによって、突起部１２の内部には、主流路１５ｍの開口端から副流路１５ｓの開口へ向かう流体の流路が形成されており、この流路は、主流路１５ｍと副流路１５ｓとの接続部分で折れ曲がっている。
【００３３】
主流路１５ｍおよび副流路１５ｓの各々について、各流路の延びる方向と直交する断面において各流路が区画する領域は円形状を示す。主流路１５ｍの延びる方向と直交する断面において主流路１５ｍが区画する領域の面積が主流路面積Ｍｓであり、１つの主流路１５ｍにおいて、主流路面積Ｍｓは一定である。各副流路１５ｓについて、副流路１５ｓの延びる方向と直交する断面において副流路１５ｓが区画する領域の面積が副流路面積Ｓｓであり、１つの副流路１５ｓにおいて、副流路面積Ｓｓは一定である。また、各副流路１５ｓの副流路面積Ｓｓは等しいことが好ましい。
【００３４】
主流路１５ｍ内を流れる流体が単位長さあたりにおいて受ける抵抗が主流路抵抗Ｍｒであり、副流路１５ｓ内を流れる流体が単位長さあたりにおいて受ける抵抗が副流路抵抗Ｓｒであるとき、すべての副流路１５ｓについての副流路抵抗Ｓｒの合計は、主流路抵抗Ｍｒと等しいことが好ましい。具体的には、すべての副流路１５ｓについての副流路面積Ｓｓの合計は、主流路面積Ｍｓと等しい、もしくは、副流路抵抗Ｓｒの合計と主流路抵抗Ｍｒとが等しいとみなせる程度に近接していることが好ましい。
【００３５】
副流路１５ｓから皮内へ薬剤を円滑に放出するためには、副流路面積Ｓｓは３００μｍ２以上であることが好ましく、７００μｍ２以上であることがより好ましい。また、副流路面積Ｓｓは、８０００μｍ２以下であることが好ましく、２０００μｍ２以下であることがさらに好ましい。副流路面積Ｓｓが８０００μｍ２以下であれば、ヒトはもちろん、試験として小動物を投与対象とする場合でも、皮膚の厚さに対する副流路１５ｓの開口の大きさが大きすぎないため、皮内への薬剤の的確な投与が可能である。
【００３６】
突起部１２の長さＬｔは、突起部１２の長さ方向、すなわち、支持面１１Ｓと直交する方向における支持面１１Ｓから突起部１２の尖端点Ｐまでの長さである。突起部１２の長さＬｔは、皮膚の最外層である角質層を貫通し、かつ、皮下へ到達しない長さであることが好ましく、具体的には２００μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
また、柱状部１３の長さＬｃは、突起部１２の長さ方向における支持面１１Ｓから柱状部１３の頂部までの長さであり、柱状部１３の長さＬｃは、突起部１２の長さＬｔの１／２０以上１／２以下であることが好ましい。
【００３８】
突起部１２の幅Ｗｔは、突起部１２の幅方向、すなわち、支持面１１Ｓと平行な方向における突起部１２の最大の長さである。つまり、突起部１２の幅Ｗｔは、支持面１１Ｓ内に区画された突起部１２の底面が示す正方形の対角線の長さである。突起部１２の幅Ｗｔは、１５０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。
【００３９】
主流路１５ｍの高さＨｍは、突起部１２の長さ方向における支持面１１Ｓからの主流路１５ｍの長さであり、すなわち、支持面１１Ｓから、主流路１５ｍにおける突起部１２の先端側の端部までの長さである。主流路１５ｍの高さＨｍは、突起部１２の長さＬｔよりも小さい。
【００４０】
副流路１５ｓの高さＨｓは、突起部１２の長さ方向における支持面１１Ｓから副流路１５ｓの開口の中心Ｃまでの距離である。開口の中心Ｃは、開口が区画する領域が示す図形の重心であり、副流路１５ｓの延びる方向と直交する各断面において副流路１５ｓが区画する領域の重心を通る線上に位置する。例えば、副流路１５ｓが上記各断面において円形であり、副流路１５ｓが円筒形状である場合には、上記円の中心を通る線、すなわち、上記円筒の中心軸の端部に、副流路１５ｓの開口の中心Ｃが位置する。
【００４１】
複数の副流路１５ｓの高さＨｓは互いに異なる。複数の副流路１５ｓにおける高さＨｓのなかで、最も小さい高さＨｓ、すなわち、最も支持面１１Ｓの近くに位置する副流路１５ｓの高さＨｓは、１００μｍ以上であることが好ましい。換言すれば、最も支持面１１Ｓに近い副流路１５ｓの中心Ｃと、支持面１１Ｓとは、１００μｍ以上、離れていることが好ましい。最も小さい高さＨｓが１００μｍ以上であれば、突起部１２に供給された薬剤が、突起部１２における支持面１１Ｓの付近、すなわち、皮膚の表面に近い部位から流れ出ることが抑えられる。そのため、皮内に投与すべき薬剤が皮膚の表面に漏れ出ることが抑えられる。なお、複数の副流路１５ｓにおける高さＨｓのなかで、最も小さい高さＨｓ、すなわち、最も支持面１１Ｓの近くに位置する副流路１５ｓの高さＨｓは、７００μｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
なお、各副流路１５ｓが占める領域が、他の副流路１５ｓが占める領域と突起部１２の長さ方向の位置が一致する部分を含んでいないこと、換言すれば、各副流路１５ｓが占める領域の全体は、他の副流路１５ｓが占める領域の全体と、突起部１２の長さ方向の位置が異なることが好ましい。
【００４３】
複数の副流路１５ｓにおける高さＨｓのなかで、最も大きい高さＨｓ、すなわち、最も支持面１１Ｓから離れた副流路１５ｓの高さＨｓは、主流路１５ｍの高さＨｍよりも小さい。そして、最も支持面１１Ｓから離れた副流路１５ｓは、主流路１５ｍと接続される端部において、主流路１５ｍにおける突起部１２の先端側の端部よりも、突起部１２の基端側に位置することが好ましい。換言すれば、突起部１２の長さ方向において、主流路１５ｍは、最も支持面１１Ｓから離れた副流路１５ｓを越えて突起部１２の先端側へ延び、この副流路１５ｓと主流路１５ｍとの接続部分には、段差部１６が形成されていることが好ましい。
【００４４】
こうした構成であれば、主流路１５ｍにおける突起部１２の先端側の端部と同じ高さから副流路１５ｓが延びる構成と比較して、主流路１５ｍの後に副流路１５ｓを形成する方法によってマイクロニードル１０を製造する場合に、主流路１５ｍと副流路１５ｓとの位置合わせに高い精度が必要とされない。
【００４５】
図３が示すように、支持面１１Ｓと対向する方向から見て、突起部１２の尖端点Ｐは、尖端面１４Ｔの縁部に位置する。そして、支持面１１Ｓと対向する方向から見て、複数の副流路１５ｓは、主流路１５ｍから互いに異なる方向に延びている。すなわち、複数の副流路１５ｓは、突起部１２の長さ方向に重なっていない。なお、副流路１５ｓの延びる方向は、主流路１５ｍの中心Ｅから副流路１５ｓの開口の中心Ｃに向かう方向である。また、支持面１１Ｓと対向する方向から見て、複数の副流路１５ｓの開口の位置は、互いに異なっており、換言すれば、複数の副流路１５ｓにおける開口の中心Ｃの位置は、互いに異なっている。
【００４６】
図１〜３に示す例においては、突起部１２が有する２つの副流路１５ｓは、４つの側面１４Ｄのうちの互いに異なる面に開口しており、副流路１５ｓが開口している２つの側面１４Ｄは互いに隣接している。この副流路１５ｓが開口している側面１４Ｄは、突起部１２の尖端点Ｐを含まない側面１４Ｄであって、尖端面１４Ｔの有する辺のなかで傾斜の下側に位置する辺、すなわち、突起部１２の基端に近い辺を尖端面１４Ｔと共有する側面１４Ｄである。換言すれば、副流路１５ｓは、４つの側面１４Ｄを、尖端点Ｐに近い２つの側面１４Ｄと尖端点Ｐから遠い２つの側面１４Ｄとに分けたとき、尖端点Ｐから遠い側面１４Ｄに開口している。尖端点Ｐに近い側面１４Ｄは、尖端面１４Ｔの縁部のなかで尖端点Ｐを含む辺を尖端面１４Ｔと共有する側面１４Ｄであり、尖端点Ｐから遠い側面１４Ｄは、尖端面１４Ｔの縁部のなかで尖端点Ｐを含まない辺を尖端面１４Ｔと共有する側面１４Ｄである。
【００４７】
［作用］
図４を参照して、本実施形態のマイクロニードル１０の作用について説明する。
図４が示すように、マイクロニードル１０は、注射筒３０の備える外筒３１の筒先に取り付けられる。薬剤の投与に際しては、マイクロニードル１０が薬剤の投与対象の皮膚に押し当てられることによって、突起部１２が皮膚を刺す。そして、突起部１２が皮膚を刺した状態で、押子３２がマイクロニードル１０に向けて押し込まれる。押子３２が押し込まれることによって、外筒３１に充填されている液状の薬剤ｌｍが、突起部１２の主流路１５ｍに供給され、さらに、薬剤ｌｍは、主流路１５ｍから副流路１５ｓへ流れる。そして、薬剤ｌｍは、突起部１２の側面１４Ｄの開口から出て皮内に入る。
【００４８】
ここで、突起部が、従来のように突起部を貫通して突起部の先端部に開口する１つの貫通孔を有している場合や、副流路１５ｓの数が１つである場合のように、薬剤の流出口が１つである場合には、突起部からは皮内の１箇所に集中して薬剤が放出される。一方、本実施形態では、突起部１２が複数の副流路１５ｓを有しているため、突起部１２からの薬剤の流出口は複数となり、皮内の複数の箇所に分散して薬剤が放出される。この際、放出される薬剤の流れが、細胞の密に詰まった組織から大きな抵抗を受けるため、１箇所から組織内に単位時間あたりに広がる薬剤の量は、この抵抗によって制限される。この点、複数の箇所から薬剤が分散して放出される構成であれば、単位時間あたりに皮内に広がる薬剤の量を大きくすることが可能となる。
【００４９】
また、突起部１２は、その長さ方向に沿って尖端点Ｐから皮膚に挿入される。そのため、従来のように突起部の長さ方向に沿った貫通孔の端部が突起部の尖端付近に開口している構成よりも、本実施形態のように、突起部１２の長さ方向とは異なる方向に延びる副流路１５ｓの端部が突起部１２の周面に開口している構成の方が、穿孔の過程で薬剤の流路内に皮膚の組織が入り込みにくい。
【００５０】
また、従来のように突起部の長さ方向に沿った貫通孔の端部が突起部の尖端付近に開口している構成では、突起部の長さ方向に沿って薬剤が放出されることに対し、本実施形態の突起部１２からは、突起部１２の幅方向に沿って薬剤が放出される。突起部１２が皮膚に刺さった状態において、皮内の組織は、突起部１２の長さ方向よりも幅方向に広く広がっているため、従来の構成よりも、本実施形態の構成の方が、皮下への薬剤の漏れを抑えて皮内に薬剤を拡散させやすい。
【００５１】
このように、本実施形態のマイクロニードル１０によれば、薬剤の円滑な投与が可能である。その結果、薬剤の押圧に要する力の増大や薬剤の投与に要する時間の増大が抑えられるため、薬剤の投与者や被投与者の負担が大きくなることを抑えられる。また、皮内に広がることのできる薬剤の量が制限されることに起因して薬剤が皮膚の表面や皮下に流出することが抑えられるため、薬剤が所望の位置とは異なる部位に漏れ出して皮内に投与される薬剤の量が少なくなることも抑えられる。
【００５２】
また、突起部１２が、先端に向けて尖る錐状部１４を有していることによって、皮膚に突起部１２が刺さりやすい。その一方で、突起部１２が、柱状部１３を有しているため、突起部が錐状部１４のみから構成される場合、すなわち、支持面１１Ｓに対して傾斜した側面が支持面１１Ｓまで延びる場合と比較して、突起部によって形成された孔の径が皮膚の表面付近で広がることが抑えられる。その結果、皮内に投与された薬剤が皮膚の表面に漏れにくくなる。特に、副流路１５ｓは、錐状部１４の側面１４Ｄに開口し、柱状部１３の側面１３Ｄは、副流路１５ｓの端部である開口を有していないため、薬剤が皮膚の表面に漏れにくくなる効果が高く得られる。
【００５３】
また、複数の副流路１５ｓの高さＨｓが互いに異なるため、複数の副流路１５ｓが、突起部１２の幅方向に沿った平面上に並ぶことが抑えられる。その結果、複数の副流路１５ｓが突起部１２の幅方向に並ぶ構造、すなわち、突起部１２に形成された孔が突起部１２の幅方向に並ぶ構造と比較して、突起部１２の長さ方向における特定の位置で突起部１２の強度が極端に低くなることが抑えられる。また、支持面１１Ｓと対向する方向から見て、複数の副流路１５ｓが互いに異なる方向に延びているため、複数の副流路１５ｓが、突起部１２の長さ方向に並ぶことが抑えられる。その結果、複数の副流路１５ｓが突起部１２の長さ方向に並ぶ構造、すなわち、突起部１２に形成された孔が突起部１２の長さ方向に並ぶ構造と比較して、突起部の幅方向における特定の位置で突起部１２の強度が極端に低くなることが抑えられる。したがって、皮膚への穿孔に際して突起部１２が変形しにくくなるため、突起部１２の長さに応じた深さまで突起部１２が皮膚に刺さりやすくなる。それゆえ、皮内の所望の位置へ薬剤を的確に投与することが可能である。
【００５４】
また、尖端点Ｐが尖端面１４Ｔの縁部に位置する構成では、突起部１２が皮膚に刺さるとき、突起部１２は、尖端面１４Ｔを押圧する力、すなわち、突起部１２を突起部１２の中心に対して尖端点Ｐが位置する側に倒そうとする力を大きく受ける。したがって、副流路１５ｓの数が２つである場合に、副流路１５ｓが尖端点Ｐから遠い側面１４Ｄのみに開口している構成であれば、副流路１５ｓが尖端点Ｐに近い側面１４Ｄに開口している構成と比較して、上記突起部１２を尖端点Ｐが位置する側に倒そうとする力に対する突起部１２の強度が高められ、これによっても、突起部１２が変形しにくくなる。
【００５５】
［マイクロニードルの他の形態］
上述の説明においては、２つの副流路１５ｓを有する突起部１２を例示したが、副流路１５ｓの数は２以上であれば、限定されない。図５〜図１１を参照して、副流路１５ｓの数が３つである形態、および、副流路１５ｓの数が４つである形態について説明する。
【００５６】
図５（ａ）および（ｂ）が示す突起部１７は、３つの副流路１５ｓを有している。３つの副流路１５ｓの各々は、４つの側面１４Ｄのうちの互いに異なる面に開口している。
【００５７】
図６が示すように、３つの副流路１５ｓの各々の高さＨｓは互いに異なる。突起部１７の長さ方向において、３つの副流路１５ｓの開口の中心Ｃは等間隔に並んでいることが好ましい。すなわち、３つの副流路１５ｓの高さＨｓのうち、中央値の高さＨｓは、最も大きい高さＨｓと最も小さい高さＨｓとの平均値であることが好ましい。こうした構成によれば、突起部１７の長さ方向において、薬剤をより均等に分散して放出することができる。３つの副流路１５ｓについての副流路抵抗Ｓｒの合計は、主流路抵抗Ｍｒと等しいことが好ましく、３つの副流路１５ｓについての副流路面積Ｓｓの合計は、主流路面積Ｍｓと等しい、もしくは、副流路抵抗Ｓｒの合計と主流路抵抗Ｍｒとが等しいとみなせる程度に近接していることが好ましい。
【００５８】
図７が示すように、支持面１１Ｓと対向する方向から見て、３つの副流路１５ｓは、主流路１５ｍから互いに異なる方向に延びている。３つの副流路１５ｓのうちの２つは、突起部１２の尖端点Ｐを含まない側面１４Ｄに１つずつ開口している。３つの副流路１５ｓのうちの残りの１つは、尖端点Ｐを共有する２つの側面１４Ｄ、すなわち、４つの側面１４Ｄのなかで、尖端点Ｐに近い２つの側面１４Ｄの境界部分を中心として、これら２つの側面１４Ｄに跨って開口している。こうした構成においても、４つの側面１４Ｄの各々について、１つの側面１４Ｄに開口する副流路１５ｓの数は１以下である。
【００５９】
なお、３つの副流路１５ｓは、尖端点Ｐから遠い２つの側面１４Ｄの各々と、尖端点Ｐに近い２つの側面１４Ｄのいずれかとに１つずつ開口していてもよい。ただし、図５〜図７に示したように、３つの副流路１５ｓが、尖端点Ｐから遠い２つの側面１４Ｄのそれぞれの面内と、尖端点Ｐに近い２つの側面１４Ｄに跨る位置とに開口している構成の方が、突起部１７の幅方向において、薬剤をより均等に分散して放出することができる。
図８（ａ）および（ｂ）が示す突起部１８は、４つの副流路１５ｓを有している。４つの副流路１５ｓの各々は、４つの側面１４Ｄのうちの互いに異なる面に開口している。
【００６０】
図９が示すように、４つの副流路１５ｓの各々の高さＨｓは互いに異なる。突起部１８の長さ方向において、４つの副流路１５ｓの開口の中心Ｃは等間隔に並んでいることが好ましい。こうした構成によれば、突起部１８の長さ方向において、薬剤をより均等に分散して放出することができる。４つの副流路１５ｓについての副流路抵抗Ｓｒの合計は、主流路抵抗Ｍｒと等しいことが好ましく、４つの副流路１５ｓについての副流路面積Ｓｓの合計は、主流路面積Ｍｓと等しい、もしくは、副流路抵抗Ｓｒの合計と主流路抵抗Ｍｒとが等しいとみなせる程度に近接していることが好ましい。
【００６１】
図１０が示すように、支持面１１Ｓと対向する方向から見て、４つの副流路１５ｓは、主流路１５ｍから互いに異なる方向に延びている。４つの副流路１５ｓは、４つの側面１４Ｄの各々に１つずつ開口している。すなわち、４つの側面１４Ｄの各々について、１つの側面１４Ｄに開口する副流路１５ｓの数は１つである。
【００６２】
支持面１１Ｓと対向する方向から見て、４つの副流路１５ｓが延びる方向は、主流路１５ｍの周囲に等配されていることが好ましい。こうした構成によれば、突起部１８の幅方向において、薬剤をより均等に分散して放出することができる。
【００６３】
図１０が示す例では、支持面１１Ｓと対向する方向から見て、主流路１５ｍを挟んで位置する２つの側面１４Ｄに開口した副流路１５ｓにおける開口の中心Ｃは、主流路１５ｍが区画する領域の中心Ｅを通る直線Ｋ１上に並んでいる。
【００６４】
これに代えて、図１１が示すように、上記２つの側面１４Ｄに開口した副流路１５ｓの開口の中心Ｃは、中心Ｅを通る直線上に並ばないように配置されていてもよい。こうした構成によれば、支持面１１Ｓと対向する方向から見て、副流路１５ｓを構成する孔が１つの方向に沿って並ぶことが抑えられるため、特定の方向からの力に対する突起部１２の強度の低下がより抑えられる。
【００６５】
以上のように、尖端点Ｐから遠い側面１４Ｄに加えて、尖端点Ｐに近い側面１４Ｄにも副流路１５ｓが開口している構成であれば、突起部１７の幅方向において、より広い範囲に薬剤を分散して放出することができる。したがって、より円滑に薬剤を投与することができる。
【００６６】
［マイクロニードルの製造方法］
上記マイクロニードル１０の材料および製造方法について説明する。
突起部１２，１７，１８を形成するための材料は特に限定されず、突起部１２，１７，１８は、シリコンやステンレス、チタン、コバルトクロム合金、マグネシウム合金等の金属材料から形成されていてもよい。また、突起部１２，１７，１８は、汎用のプラスチック、医療用のプラスチック、および、化粧品用のプラスチック等の樹脂材料から形成されていてもよい。樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、アクリル、ウレタン樹脂、芳香族ポリエーテルケトン、エポキシ樹脂、および、これらの樹脂の共重合材料等が挙げられる。
基体部１１の材料は特に限定されず、基体部１１は、例えば、上述の突起部１２，１７，１８の材料として例示した材料から形成されればよい。
【００６７】
マイクロニードル１０は、基体部１１と突起部１２，１７，１８とが一体に形成された一体成形物であってもよいし、基体部１１と突起部１２，１７，１８とが各別に形成された後に接合されることによって形成されてもよいし、金属材料と樹脂材料との組み合わせにより形成されていてもよい。例えば、突起部１２，１７，１８が金属製かつ基体部１１が樹脂製であってもよいし、その逆に突起部１２，１７，１８が樹脂製かつ基体部１１が金属製であってもよい。
【００６８】
基体部１１と突起部１２，１７，１８とが各別に形成される場合や、マイクロニードル１０が金属材料と樹脂材料との組み合わせにより形成される場合には、必要に応じて、マイクロニードル１０を構成する各別の部分を密接させるためのシール剤、接着剤、ガスケット、Ｏ−リング等を組み合わせて使用してもよい。
【００６９】
マイクロニードル１０の形成方法としては、例えば、機械加工によって、基体部１１と突起部１２，１７，１８との外形を形成した後に、主流路１５ｍとなる孔および副流路１５ｓとなる孔を形成する方法が用いられる。具体的には、柱体に錐体もしくは錐台が接続された形状の構造体が形成され、この構造体がその長さ方向に対して斜めに切断されることによって、柱状部１３と錐状部１４とから構成される突起部１２，１７，１８の外形が形成される。
【００７０】
あるいは、マイクロニードル１０が樹脂材料から形成される場合には、射出成形と機械加工との組み合わせによって、マイクロニードル１０が形成されてもよい。例えば、射出成形によって基体部１１と突起部１２，１７，１８との外形および主流路１５ｍとなる孔が形成された後、機械加工によって副流路１５ｓとなる孔が形成される。
あるいは、複数の可動金型の組み合わせによって、射出成形のみを利用して、マイクロニードル１０が形成されてもよい。
主流路１５ｍや副流路１５ｓを形成するために用いられる機械加工方法としては、例えば、レーザー加工が挙げられる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）突起部が、１つの主流路１５ｍと複数の副流路１５ｓとを有しているため、突起部から皮内の複数の箇所に分散して薬剤が放出される。したがって、薬剤が１箇所に集中して放出されるよりも、薬剤が皮内に広がりやすい。また、副流路１５ｓは、突起部の長さ方向とは異なる方向に延びて突起部の周面に開口しているため、穿孔の過程で副流路１５ｓ内に皮膚の組織が入り込みにくい。したがって、薬剤の円滑な投与が可能である。
【００７２】
（２）各副流路１５ｓの高さＨｓが他の副流路１５ｓの高さＨｓと互いに異なるため、複数の副流路１５ｓが、突起部の幅方向に沿った平面上に並ぶことが抑えられる。その結果、突起部の長さ方向における特定の位置で突起部の強度が極端に低くなることが抑えられるため、皮膚への穿孔に際して突起部が変形しにくくなる。特に、各副流路１５ｓが占める領域が、他の副流路１５ｓが占める領域と突起部１２の長さ方向の位置が一致する部分を含んでいない構成であれば、上記効果が高められる。
【００７３】
（３）支持面１１Ｓと対向する方向から見て、各副流路１５ｓが、他の副流路１５ｓが主流路１５ｍから延びる方向とは異なる方向に、主流路１５ｍから延びているため、複数の副流路１５ｓが突起部の長さ方向に並ぶことが抑えられる。その結果、突起部の幅方向における特定の位置で突起部の強度が極端に低くなることが抑えられるため、皮膚への穿孔に際して突起部が変形しにくくなる。特に、支持面１１Ｓと対向する方向から見て、各副流路１５ｓの占める領域が、他の副流路１５ｓの占める領域と重なる部分を含んでいない構成であれば、上記効果が高められる。
【００７４】
（４）各副流路１５ｓは他の副流路１５ｓと異なる側面１４Ｄに開口するため、複数の副流路１５ｓの位置の偏りや副流路１５ｓの数が多くなりすぎることが抑えられる。それゆえ、突起部の強度が過度に低下することが抑えられるため、皮膚への穿孔に際して突起部が変形しにくくなる。
【００７５】
（５）突起部が、先端に向けて尖る錐状部１４を有していることによって、皮膚に突起部が刺さりやすい。その一方で、突起部が、柱状部１３を有しているため、突起部によって形成された孔の径が皮膚の表面付近で広がることが抑えられる。その結果、皮内に投与された薬剤が皮膚の表面に漏れにくくなる。そして、副流路１５ｓが錐状部１４の周面に開口しているため、薬剤が皮膚の表面に漏れにくくなる効果が高く得られる。
【００７６】
（６）すべての副流路１５ｓについての副流路抵抗Ｓｒの合計は、主流路抵抗Ｍｒと等しい。そのため、主流路１５ｍを流れる薬剤の有するエネルギーが副流路１５ｓを流れるときに大きく損失することが抑えられる。したがって、主流路１５ｍから副流路１５ｓへ効率よく薬剤を流すことができる。
【００７７】
［変形例］
上記実施形態は、以下のように変更して実施することが可能である。
・突起部の形状は、上記実施形態の形状に限られない。例えば、突起部の形状は、柱体の上面に錐体の底面が接続された立体を、その延びる方向に対して斜めに切断した形状であれば、尖端面１４Ｔにおける最も基体部１１に近い頂点は、柱体と錐体との境界よりも突起部の先端側に位置してもよいし、突起部の基端側に位置してもよい。
【００７８】
また例えば、突起部は、円錐や角錐を、その延びる方向に対して斜めに切断した形状を有していてもよい。図１２に例示する突起部１９は、四角錐をその延びる方向に対して斜めに切断した形状を有する。この場合、突起部１９の周面は、支持面１１Ｓから支持面１１Ｓに対して傾斜した方向に延びる４つの側面１９Ｄと、４つの側面１９Ｄと繋がる尖端面１９Ｔであって、支持面１１Ｓに対して傾斜した尖端面１９Ｔとから構成される。また、突起部が、円錐をその延びる方向に対して斜めに切断した形状を有している場合には、突起部の周面は、支持面１１Ｓから延びる曲面である側面と、側面と繋がり、支持面１１Ｓに対して傾斜した尖端面とから構成される。
【００７９】
また例えば、突起部は、角柱や円柱をその延びる方向に対して斜めに切断した形状を有していてもよいし、傾斜した尖端面を有さず、円錐形状や角錐形状のように、支持面１１Ｓと対向する方向から見て、突起部の尖端点が突起部の中央部に位置する形状を有していてもよい。さらには、突起部の尖端面は湾曲していてもよいし、突起部の周面には溝や段差が形成されていてもよい。要は、突起部は、皮膚を刺すことの可能な形状であればよい。
【００８０】
突起部が、突起部の幅方向の大きさが突起部の先端から基端に向かって支持面１１Ｓまで徐々に大きくなる形状を有する場合、突起部の基端付近における強度が高められる。一方、突起部が、突起部の幅方向の大きさが一定である部分を基端部に有する場合、幅方向の大きさが変化する場合と比較して、突起部を皮膚に刺す際の抵抗を小さく抑えられる。
【００８１】
・複数の副流路１５ｓの高さＨｓが互いに異なる構成において、任意の副流路１５ｓが占める領域は、他の副流路１５ｓが占める領域と、突起部１２の長さ方向の位置が重なる部分を含んでいてもよい。また、支持面１１Ｓと対向する方向から見て、複数の副流路１５ｓが互いに異なる方向に延びる構成において、任意の副流路１５ｓが占める領域は、他の副流路１５ｓが占める領域と重なる部分を含んでいてもよい。
・突起部が、突起部の周面に開口する複数の副流路１５ｓを有していれば、副流路１５ｓの開口の位置や副流路１５ｓの延びる方向は限定されない。
【００８２】
例えば、副流路１５ｓの数が２つである場合に、副流路１５ｓは、尖端点Ｐに近い２つの側面１４Ｄの各々に１つずつ開口していてもよいし、尖端点Ｐに近い側面１４Ｄの１つと尖端点Ｐから遠い側面１４Ｄとの各々に１つずつ開口していてもよい。また、副流路１５ｓの数が３つである場合や４つである場合の開口の配置も、上記実施形態で示した配置と異なってもよい。さらに、突起部が有する側面１４Ｄのうちの１つの側面１４Ｄに、２以上の副流路１５ｓが開口していてもよいし、尖端面１４Ｔや柱状部１３の側面１３Ｄの面内、あるいは、突起部の周面を構成する面のなかで互いに隣接する面を跨ぐ位置に副流路１５ｓが開口していてもよい。
【００８３】
また、複数の副流路１５ｓは、突起部の長さ方向や幅方向に並んでいてもよい。すなわち、複数の副流路１５ｓには、高さＨｓの一致する複数の副流路１５ｓや、支持面１１Ｓと対向する方向から見て、主流路１５ｍから同一の方向に延びる複数の副流路１５ｓが含まれていてもよい。
【００８４】
また、副流路１５ｓは、突起部の幅方向とは異なる方向に延びていてもよく、換言すれば、支持面１１Ｓに対して傾斜した方向に延びていてもよい。また、最も支持面１１Ｓから離れた副流路１５ｓは、主流路１５ｍにおける突起部１２の先端側の端部と同じ高さから延びていてもよい。あるいは、最も支持面１１Ｓから離れた副流路１５ｓが主流路１５ｍと接続される部分において、当該副流路１５ｓにおける突起部１２の先端側の端部は、主流路１５ｍにおける突起部１２の先端側の端部よりも、突起部１２の先端側に位置してもよい。
突起部が、突起部の周面に開口する複数の副流路１５ｓを有している構成であれば、上記（１）の効果は得られる。
【００８５】
・主流路１５ｍおよび副流路１５ｓの各々について、流路の延びる方向と直交する断面にて流路が区画する領域の形状は円形でなくてもよく、例えば、矩形であってもよい。また、上記断面にて主流路１５ｍが区画する領域の形状と、上記断面にて副流路１５ｓが区画する領域の形状とは異なってもよい。また、副流路面積Ｓｓは副流路１５ｓごとに異なってもよいし、すべての副流路１５ｓについての副流路面積Ｓｓの合計は、主流路面積Ｍｓと異なってもよい。そして、すべての副流路１５ｓについての副流路抵抗Ｓｒの合計は、主流路抵抗Ｍｒと異なってもよい。
【００８６】
・マイクロニードル１０の使用形態は、注射筒３０に取り付けられて用いられる形態に限られない。突起部の主流路１５ｍへ、注射筒３０とは異なる器具によって薬剤が供給されてもよい。また、薬剤の投与後に、突起部は、基体部１１と分離されて、投与対象の皮内に残されてもよい。
【００８７】
・マイクロニードル１０によって薬剤を投与される対象は、人に限らず、他の動物であってもよい。また、上述した実施形態の構成、および、変形例の構成の各々は、適宜組み合わせて実施することができる。
【００８８】
［実施例］
上述したマイクロニードルについて、具体的な実施例および比較例を用いて説明する。
＜実施例１＞
マイクロニードルの材料としてポリカーボネートを用い、射出成形によって、板状の基体部とともに、底面が正方形である四角柱の上面に接続された四角錐をその延びる方向に対して斜めに切断した形状の構造体であって、内部に主流路となる孔を有する構造体を形成した。さらに、レーザー加工によって、上記構造体に副流路となる２つの孔を形成することにより、突起部を形成した。これにより、実施例１のマイクロニードルを得た。
【００８９】
実施例１のマイクロニードルにおける突起部は、図１〜３に示した形状を有し、突起部の長さＬｔは７５０μｍであり、柱状部の長さＬｃは１００μｍである。また、錐状部の側面の支持面に対する傾きは８０°である。主流路の高さＨｍは６００μｍであり、２つの副流路の高さＨｓは、小さい方から順に、４６０μｍ、５１０μｍである。主流路の延びる方向と直交する断面にて主流路が区画する領域の形状は円形であり、その直径は１００μｍである。２つの副流路のいずれについても、副流路の延びる方向と直交する断面にて副流路が区画する領域の形状は円形であり、その直径は７０μｍである。
【００９０】
＜実施例２＞
実施例１と同様の工程によって、副流路の構成以外は実施例１と同様の形状を有する実施例２のマイクロニードルを得た。
実施例２のマイクロニードルにおける突起部は、３つの副流路を有し、実施例２の突起部は、図５〜７に示した形状を有する。３つの副流路の高さＨｓは、小さい方から順に、３５０μｍ、４３０μｍ、５１０μｍである。突起部の尖端点Ｐに近い２つの側面に跨る位置には、最も大きい高さＨｓを有する副流路が開口しており、支持面と対向する方向から見て、３つの副流路は、突起部の尖端点Ｐから遠い側面の１つから右回りに高さＨｓが大きくなるように配置されている。３つの副流路のいずれについても、副流路の延びる方向と直交する断面にて副流路が区画する領域の形状は円形であり、その直径は５８μｍである。
【００９１】
＜実施例３＞
実施例１と同様の工程によって、副流路の構成以外は実施例１と同様の形状を有する実施例３のマイクロニードルを得た。
実施例３のマイクロニードルにおける突起部は、４つの副流路を有し、実施例２の突起部は、図８〜１０に示した形状を有する。４つの副流路の高さＨｓは、小さい方から順に、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、５１０μｍである。突起部の尖端点Ｐから遠い２つの側面には、最も小さい高さＨｓを有する副流路と、２番目に小さい高さＨｓを有する副流路とが開口しており、突起部の尖端点Ｐに近い２つの側面には、最も大きい高さＨｓを有する副流路と、２番目に大きい高さＨｓを有する副流路とが開口している。支持面と対向する方向から見て、４つの副流路は、突起部の尖端点Ｐから遠い側面の１つから右回りに高さＨｓが大きくなるように配置されている。４つの副流路のいずれについても、副流路の延びる方向と直交する断面にて副流路が区画する領域の形状は円形であり、その直径は５０μｍである。
【００９２】
＜比較例１＞
実施例１と同様の工程によって、副流路の構成以外は実施例１と同様の形状を有する比較例１のマイクロニードルを得た。
比較例１のマイクロニードルにおける突起部には、１つの副流路が形成されており、この副流路の高さＨｓは、４５０μｍである。副流路は、突起部の尖端点Ｐに近い２つの側面に跨る位置に開口している。副流路の延びる方向と直交する断面にて副流路が区画する領域の形状は円形であり、その直径は１００μｍである。
【００９３】
＜比較例２＞
実施例１と同様の工程によって、流路の構成以外は実施例１と同様の形状を有する比較例２のマイクロニードルを得た。
比較例２のマイクロニードルには、副流路が形成されておらず、さらに、先端側の端部が閉塞された主流路に代えて、突起部の基端から先端に向かって突起部および基体部を貫通する貫通孔が形成されている。こうした貫通孔は、実施例１の製造工程において、射出形成によって形成される構造体の内部の孔の長さを調整することによって形成される。貫通孔の延びる方向と直交する断面にて貫通孔が区画する領域の形状は円形であり、その直径は１００μｍである。
【００９４】
［液体の放出能力の評価］
副流路が形成されている実施例１〜３、および、比較例１のマイクロニードルについて、液体の放出能力の評価を行った。各マイクロニードルを、純水が充填された注射筒に取り付け、この純水を０．２ＭＰａの力で押圧し続けて突起部の副流路から大気中に純水を放出させ、１０００μＬの純水の放出が完了するまでに要する時間を計測した。計測は、各実施例および比較例について、３回ずつ行った。純水の押圧は、圧力計を接続したチューブを注射筒の外筒に押子の代わりに挿入し、チューブ内に、チューブ内が０．２ＭＰａになるようにガスを供給することにより行った。
【００９５】
表１は、実施例１〜３、および、比較例１のマイクロニードルについて、副流路の数と、上記純水の放出に要した時間の測定結果およびその平均値とを示す。なお、平均値は、少数第２位を四捨五入して示している。
【００９６】
【表１】
2018171329.tif 000003
【００９７】
表１が示すように、実施例１〜３、および、比較例１において、０．２ＭＰａの圧力下で１０００μＬの純水の放出に要する時間は、いずれも、２２秒前後であり、大きな差異はない。すなわち、実施例１〜３、および、比較例１のマイクロニードルにおける主流路および副流路は、これらのマイクロニードルがいずれも同一の圧力下において同一の量の液体を同等の時間で放出できるように構成されていることが示唆される。なお、比較例１と比較例２との流路の構成は、比較例１では流路が折れ曲がっており、比較例２では流路が一方向に延びている点で異なるものの、比較例１の流路の径と比較例２の流路の径とは等しいことから、比較例２も、大気中への純水の放出に要する時間について、比較例１と同様の結果が得られると推測される。
【００９８】
［薬剤の投与量の評価］
実施例１〜３、および、比較例１，２のマイクロニードルを用いて、薬剤の投与量の評価を行った。
各マイクロニードルを、薬剤として生理食塩水が充填された注射筒に取り付け、１２週齢のウィスターラットから摘出した皮膚に突起部を刺した後に、０．２ＭＰａの力で薬剤を突起部に向けて押圧した。薬剤の押圧は、圧力計を接続したチューブを注射筒の外筒に押子の代わりに挿入して、チューブ内に、チューブ内が０．２ＭＰａになるようにガスを供給することにより行った。ウィスターラットの皮膚を観察しながら薬剤の押圧を３００秒間継続し、皮内への薬剤の投与量、すなわち、皮膚の表面や皮下に漏れ出すことなく注入できた薬剤の最大量を計測した。ただし、薬剤の投与量の上限を６００μＬとし、投与量が６００μＬを超えた場合にはその時点で投与を終了した。
表２は、各実施例および比較例のマイクロニードルについて、副流路の数と、上記皮内への薬剤の投与量の計測結果とを示す。なお、比較例２のマイクロニードルを用いた試験では、摘出皮膚における薬剤を投与した面とは反対側の面からの薬剤の漏れが確認された。比較例２にあっては、薬剤の総投与量は６００μＬであり、皮下へ薬剤が漏れた量を概算することにより、皮内への薬剤の投与量を１００μＬと算出した。
【００９９】
【表２】
2018171329.tif 000004
【０１００】
表２が示すように、実施例１〜３のいずれにおいても、比較例１，２よりも多量の薬剤の投与が可能である。すなわち、複数の副流路を有する実施例では、比較例と比べて、皮内へ薬剤が広がりやすくなっており、０．２ＭＰａの力によっては圧力が不足して薬剤の注入ができなくなることや、薬剤が皮膚の表面や皮下に流出することが抑えられ、その結果、皮内に多量の薬剤が注入できていることが示唆される。これにより、複数の副流路を有する実施例では、比較例と比べて、薬剤の円滑な投与が可能であることが示された。
【０１０１】
また、実施例１よりも、実施例２および実施例３の方が、多量の薬剤の投与が可能である。したがって、副流路の数が３以上であり、尖端点Ｐから遠い側面に加えて、尖端点Ｐに近い側面にも副流路が開口している構成の方が、副流路の数が２つであり尖端点Ｐから遠い側面のみに副流路が開口している構成と比較して、薬剤の円滑な投与が可能であることが示された。
【０１０２】
＜実施例４＞
実施例１と同様の工程によって、副流路の構成以外は実施例１と同様の形状を有する実施例４のマイクロニードルを得た。
実施例４のマイクロニードルにおける突起部には、２つの副流路が突起部の長さ方向に並ぶように形成されている。すなわち、支持面と対向する方向から見て、２つの副流路は主流路から同一の方向に延びている。２つの副流路の高さＨｓは、小さい方から順に、３６０μｍ、５１０μｍである。２つの副流路は、突起部の尖端点Ｐに近い２つの側面に跨る位置に開口している。２つの副流路のいずれについても、副流路の延びる方向と直交する断面にて副流路が区画する領域の形状は円形であり、その直径は７０μｍである。
【０１０３】
＜実施例５＞
実施例１と同様の工程によって、副流路の構成以外は実施例１と同様の形状を有する実施例５のマイクロニードルを得た。
実施例５のマイクロニードルにおける突起部には、３つの副流路が、高さＨｓが同一となるように形成されている。すなわち、３つの副流路は、突起部の幅方向に沿った平面上に並んでいる。３つの副流路の高さＨｓは、いずれも、４００μｍである。３つの副流路は、突起部の尖端点Ｐから遠い２つの側面の各々と突起部の尖端点Ｐに近い２つの側面に跨る位置とに１つずつ開口している。３つの副流路のいずれについても、副流路の延びる方向と直交する断面にて副流路が区画する領域の形状は円形であり、その直径は７０μｍである。
【０１０４】
［突起部の強度の評価］
副流路が形成された実施例１〜５、および、比較例１のマイクロニードルについて、突起部の強度の評価を行った。
各マイクロニードルを、注射筒に取り付け、１２週齢のウィスターラットから摘出した皮膚に突起部を刺した後に、マイクロニードルを皮膚から引き抜いた。皮膚への穿孔の前後について、各マイクロニードルを実体顕微鏡で観察し、形状の変化の有無を確認した。
【０１０５】
図１３は、実施例１〜５、および、比較例１のマイクロニードルについて、副流路の数、穿孔前および穿孔後の突起部を撮影した画像、および、突起部の変形の有無の評価結果を示す。
【０１０６】
図１３が示すように、比較例は実施例に比べて突起部の変形が大きい。すなわち、すべての副流路面積Ｓｓの合計が同等であるときに、副流路の数が１つである構成よりも、副流路の数が複数である構成の方が突起部の強度が高められることが示唆される。
【０１０７】
また、実施例のなかでは、実施例１〜３では突起部の変形が認められないことに対し、実施例４，５では突起部の変形が確認された。すなわち、複数の副流路が、突起部の長さ方向や幅方向に並んでいない構成の方が、突起部の強度が高く、穿孔に際して突起部が変形しにくいことが示された。
【符号の説明】
【０１０８】
１０…マイクロニードル、１１…基体部、１１Ｓ…支持面、１２，１７，１８，１９…突起部、１３…柱状部、１３Ｄ…側面、１４…錐状部、１４Ｄ…側面、１４Ｔ…尖端面、１５ｍ…主流路、１５ｓ…副流路、１６…段差部、３０…注射筒、３１…外筒、３２…押子、Ｐ…尖端点。
【図１】
2018171329.tif 000005
【図２】
2018171329.tif 000006
【図３】
2018171329.tif 000007
【図４】
2018171329.tif 000008
【図５】
2018171329.tif 000009
【図６】
2018171329.tif 000010
【図７】
2018171329.tif 000011
【図８】
2018171329.tif 000012
【図９】
2018171329.tif 000013
【図１０】
2018171329.tif 000014
【図１１】
2018171329.tif 000015
【図１２】
2018171329.tif 000016
【図１３】
2018171329.tif 000017