(57)【要約】【課題】安価なマイクロニードルの製造方法を提供する。【解決手段】マイクロニードルの製造方法は、基板の一方の面に突起部を備えるマイクロニードルの製造方法であって、マイクロニードルの突起部に対応した凹部を備える凹版を用意する工程と、凹版上に、凹版側から順に熱可塑性樹脂とシートとを配置し、熱可塑性樹脂とシートとを凹版に向かって加熱加圧する加熱加圧工程と、凹版上のシートと熱可塑性樹脂とを冷却する冷却工程と、シートと熱可塑性樹脂とが接着された状態でシートの少なくとも一部を動かすことにより、凹版から、シート及び熱可塑性樹脂を剥離する剥離工程と含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の面に突起部を備えるマイクロニードルの製造方法であって、
前記マイクロニードルの突起部に対応した凹部を備える凹版を用意する工程と、
前記凹版上に、前記凹版側から順に熱可塑性樹脂とシートとを配置し、前記熱可塑性樹脂と前記シートを前記凹版に向かって加熱加圧する加熱加圧工程と、
前記凹版上の前記シートと前記熱可塑性樹脂とを冷却する冷却工程と
前記シートと前記熱可塑性樹脂とが接着された状態で前記シートの少なくとも一部を動かすことにより、前記凹版から、前記シート及び前記熱可塑性樹脂を剥離する剥離工程とを含む、
マイクロニードルの製造方法。
【請求項２】
前記シートは、一部が前記凹版からはみだすように配置される、請求項１記載のマイクロニードルの製造方法。
【請求項３】
基板の一方の面に突起部を備えるマイクロニードルの製造方法であって、
複数の前記マイクロニードルの突起部に対応した複数の凹部を備える凹版を用意する工程と、
前記凹版上に、前記凹版側から順に熱可塑性樹脂とシートとを配置し、前記熱可塑性樹脂と前記シートを前記凹版に向かって加熱加圧する加熱加圧工程と、
前記凹版上の前記シートと前記熱可塑性樹脂とを冷却する冷却工程と
前記シートと前記熱可塑性樹脂とが接着された状態で前記シートの少なくとも一部を動かすことにより、前記凹版から、前記シート及び前記熱可塑性樹脂を剥離する剥離工程とを含む、
マイクロニードルの製造方法。
【請求項４】
前記シートは、一部が前記凹版からはみだすように配置される、請求項３記載のマイクロニードルの製造方法。
【請求項５】
基板と、前記基板の一方の面に形成された突起部とを含むマイクロニードルであって、
前記マイクロニードルは熱可塑性樹脂を含み、
前記基板の厚みは５０μｍ以上２ｍｍ以下の範囲内であるマイクロニードル。
【請求項６】
前記基板の前記突起部が形成された面とは反対側の面にシートが設けられており、前記シートの厚みが５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内である、請求項５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、医療、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイス、光学部材、創薬、化粧品、美容用途等に用いるマイクロニードルに関する。
【背景技術】
【０００２】
薬剤を人体に投与する方法としては、経口投与、注射器による皮膚真皮層または静脈への穿刺、皮膚表面への軟膏剤の塗布による局部真皮層への投与、皮膚表面への貼付け方法による局部真皮層への投与、などの方法が挙げられる（特許文献１参照）。
【０００３】
この中で、貼り付けまたはアプリケーターを用いて穿刺する方法によって体内に薬剤を投与する器具として、近年、複数の微小な針である突起部を備えたマイクロニードルの開発が進められてきた。マイクロニードルの材料には穿刺によって針形状体の一部が折れて体内に残留しても悪影響がないように、生体内で溶解または残留しても無害なものが選択されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／０５８１６２号
【特許文献２】特開２００６−３３４４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、安価なマイクロニードルの製造方法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ための本発明の一局面は、基板の一方の面に突起部を備えるマイクロニードルの製造方法であって、マイクロニードルの突起部に対応した凹部を備える凹版を用意する工程と、凹版上に、凹版側から順に熱可塑性樹脂とシートとを配置し、熱可塑性樹脂とシートとを凹版に向かって加熱加圧する加熱加圧工程と、凹版上のシートと熱可塑性樹脂とを冷却する冷却工程と、シートと熱可塑性樹脂とが接着された状態でシートの少なくとも一部を動かすことにより、凹版から、シート及び熱可塑性樹脂を剥離する剥離工程と含む、マイクロニードルの製造方法である。
【０００７】
また、シートは、一部が凹版からはみだすように配置されてもよい。
【０００８】
また、本発明の他の局面、基板の一方の面に突起部を備えるマイクロニードルの製造方法であって、複数のマイクロニードルの突起部に対応した複数の凹部を備える凹版を用意する工程と、凹版上に、凹版側から順に熱可塑性樹脂とシートとを配置し、熱可塑性樹脂とシートとを凹版に向かって加熱加圧する加熱加圧工程と、凹版上のシートと熱可塑性樹脂とを冷却する冷却工程と、シートと熱可塑性樹脂とが接着された状態でシートの少なくとも一部を動かすことにより、凹版から、シート及び熱可塑性樹脂を剥離する剥離工程とを含む、マイクロニードルの製造方法である。
【０００９】
また、シートは、一部が凹版からはみだすように配置されてもよい。
【００１０】
また、本発明の他の局面は、基板と、基板の一方の面に形成された突起部とを含むマイクロニードルであって、マイクロニードルは熱可塑性樹脂を含み、基板の厚みは５０μｍ以上２ｍｍ以下の範囲内である、マイクロニードルである。
【００１１】
基板の突起部が形成された面とは反対側の面にシートが設けられており、シートの厚みが５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマイクロニードルの製造方法にあっては、シートを用いた剥離をおこなう剥離工程とすることにより、凹版の損傷の可能性、マイクロニードルの変形可能性を低減することができるため、安価なマイクロニードルの製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るマイクロニードルの斜視図
【図２】本発明の一実施形態に係るマイクロニードルの断面図
【図３】変形例に係るマイクロニードルの斜視図
【図４】本発明の第１の実施形態に係るマイクロニードルの製造方法の説明図
【図５】本発明の第２の実施形態に係るマイクロニードルの製造方法の説明図
【図６】本発明の第３の実施形態に係るマイクロニードルの製造方法の説明図
【図７】本発明の第４の実施形態に係るマイクロニードルの製造方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜マイクロニードル＞
図１、図２を参照して本発明の一実施形態に係るマイクロニードル１０を説明する。図１は本発明の一実施形態に係るマイクロニードルの斜視図であり、図２は本発明の一実施形態に係るマイクロニードルの断面図である。マイクロニードル１０は、後述する本発明の実施形態に係るマイクロニードルの製造方法により製造することができる。
【００１５】
マイクロニードル１０は、第一の面１２Ａ、第二の面１２Ｂ、および側面１２Ｃを有する板状の基板と、第一の面１２Ａ上に形成された複数の突起部１１とを備える。基板の第１の面１２Ａと対向する方向から見た基板１２の外形（基板１２の平面形状）は特に限定されず、円形や楕円形であってもよいし、矩形であってもよい。
【００１６】
突起部１１は、皮膚に穿刺される領域である。突起部１１は、穿刺することが可能であれば、その形状は限定されず、角錐形状であってもよいし、円錐形状であってもよい。また、突起部１１は、例えば、円柱形状や角柱形状のように、先端が尖っていない形状であってもよい。また、突起部１１は、例えば、円柱に円錐が積層された形状のように、２以上の立体が結合した形状であってもよい。また、突起部１１の側壁には、括れや段差が形成されていてもよいし、溝や孔が形成されていてもよい。
【００１７】
突起部１１の数は複数であれば特に限定されない。複数の突起部１１は、基板１２の第一の面１２Ａに規則的に並んでいてもよいし、不規則に並んでいてもよい。例えば、複数の突起部１１は、格子状や同心円状に配列される。
【００１８】
図２が示すように、突起部１１の長さＨは、基板１２の厚さ方向、すなわち、第一の面１２Ａと直交する方向における、第一の面１２Ａから突起部１１の先端までの長さである。突起部１１の高さＨは、１０μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましく、この範囲のなかで、突起部１１によって穿刺の対象に形成される孔に必要な深さに応じて決定される
【００１９】
突起部１１の幅Ｄは、基板１２の第一の面１２Ａに沿った方向、すなわち、第一の面２１２Ａと平行な方向における突起部１１の長さの最大値である。例えば、突起部１１が正四角錐形状や正四角柱形状を有するとき、基板１２の第一の面１２Ａにて、突起部１１の底部によって区画された正方形における対角線の長さが、突起部１１の幅Ｄである。また、例えば、突起部１１が円錐形状や円柱形状を有するとき、突起部１１の底部によって区画された円の直径が、突起部１１の幅Ｄである。突起部１１の幅Ｄは、１μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。突起部１１の幅Ｄに対する高さＨの比であるアスペクト比Ａ（Ａ＝Ｈ／Ｄ）は、１以上１０以下であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明のマイクロニードルの基板の厚さＬは、５０μｍ以上２ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
【００２１】
マイクロニードル１０の材料としては、熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ乳酸−ポリグリコール酸共重合体、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、ポリアクリロニトリル、環状ポリオレフィン、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、および、エポキシ樹脂等が挙げられる。ただし、マイクロニードル１の形成材料はこれらに限定されるものではない。
【００２２】
次に、マイクロニードル１０の変形例であるマイクロニードル２０について説明する。図３にマイクロニードル２０の斜視図を示す。マイクロニードル２０も、後述する製造方法により製造することができる。なお、以下では、マイクロニードル１０とマイクロニードル２０との相違点を中心に説明する。
【００２３】
マイクロニードル１０とマイクロニードル２０との相違点はシートＳの有無である。図３に示すように、マイクロニードル２０は、マイクロニードル１０の基板１２の突起部１１が形成された面とは反対側の面にシートＳが設けられている。シートＳの厚みは、５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
【００２４】
シートＳは、図３の（ａ）に示すように、基板１２の外縁をはみだすように形成されてもよいし、図３の（ｂ）に示すように、外縁が基板１２の外縁と一致するように形成されてもよい。
【００２５】
＜マイクロニードルの製造方法＞
次に本発明に係るマイクロニードルの製造方法について説明する。
【００２６】
［第１の実施形態］
図４に本発明の第１の実施形態に係るマイクロニードルの製造方法の説明図を示した。
【００２７】
（凹版用意工程）
初めに、マイクロニードル１０の突起部１２に対応した凹部を備える凹版２を用意する（図４の（ａ））。凹版２は、例えば、マイクロニードル原版から型取りすることにより形成することができる。マイクロニードル原版は、例えば、切削加工、研削加工、ウェットエッチング、ドライエッチング等、またはこれらを組み合わせた方法により作製することができる。凹版２の材料は特に制限されず、凹版２として機能するだけの形状追従性、後述する転写加工成形における転写性、耐久性および離型性を考慮した材質を選択することができる。例えば、凹版２の材料としてニッケル、熱硬化性のシリコーン樹脂などを用いることが可能である。ニッケルを選択した場合、凹版２の形成方法としては、メッキ法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法を用いることができる。熱硬化性のシリコーン樹脂を用いた場合、凹版２の形成方法としては、マイクロニードル原版に熱硬化前のシリコーン樹脂を供給し、加熱硬化し、剥離する方法を用いることができる。また、凹版２としては、原版を作製せず、板状部材から直接凹版２を形成しても良い。
【００２８】
（加熱加圧工程）
次に凹版２上に、凹版２側から順にマイクロニードル形成材料である粒状の熱可塑性樹脂３とシートＳとを配置し（図４の（ｂ）、（ｃ））、熱可塑性樹脂３とシートＳを凹版２に向かって加熱加圧（加熱とともに加圧）する（図４の（ｄ））。後述する剥離工程において、シートＳと熱可塑性樹脂３とが接着された状態でシートＳの一部又は全部を動かすことにより、凹版２から、シートＳ及び熱可塑性樹脂３は剥離する。そのため、マイクロニードル材料として用いられる熱可塑性樹脂３とシートＳとは、加熱加圧により十分な接着強度を発現する材料を使用することが好ましい。また、シートＳは、シート状の部材に限定されるものではなくフィルム状の部材であってもよい。熱可塑性樹脂３および凹版２の加熱方法としては、凹版２の凹部形成面と反対側にヒーター等の加熱機構を設けることによりおこなうことができる。加圧方法としては、プレス装置４等によりおこなうことができる。加熱加圧工程により、凹部に熱可塑性樹脂３が充填されマイクロニードル１０が成形される。
【００２９】
本発明のマイクロニードルの製造方法において用いられるシートＳの材料としては一例として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、金属材料を用いることができるが、材料は限定されない。マイクロニードル材料として用いる熱可塑性樹脂３とシートＳとは、加熱加圧により十分な接着強度を発現する必要がある。十分な接着材料が得られない場合は、シートＳと熱可塑性樹脂３の間に接着剤層を設けてもよい。例えば、シートＳの一方の面に接着層を形成することができる。また、シートＳの材料とマイクロニードル材料として用いる熱可塑性樹脂３とを同種の材料とすることも可能である。
【００３０】
なお、本発明のマイクロニードルの製造方法において用いられるシートＳの厚さとしては、５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。シートＳの厚さが５０μｍに満たない場合、後述する剥離工程においてハンドリングが困難となる可能性がある。一方、シートＳの厚さが５００μｍを超える場合、剥離工程においてハンドリングが困難となる可能性があるまた、コスト高となる可能性がある。
【００３１】
（冷却工程）
次に凹版２の凹部に充填された熱可塑性樹脂３を冷却する。冷却は、加熱を停止することによっておこなってもよいし、送風機構等により冷却してもよい。
【００３２】
（剥離工程）
次に、凹版２上に成形されたマイクロニードル１０を剥離する。剥離は、シートＳと熱可塑性樹脂３とが接着された状態でシートＳの少なくとも一部を動かすことにより、凹版２からシートＳ及び熱可塑性樹脂３を剥離する。具体的には、剥離のための支持部材５でシートＳの端部を固定し、剥離することにより凹版２からシートＳ及び熱可塑性樹脂３を剥離することができる（図４の（ｅ））。
【００３３】
従来技術に係るマイクロニードルの製造方法においては、凹版２から熱可塑性樹脂３を剥離する剥離工程においてマイクロニードル１０の側面１２Ｃ等の少なくとも一部を支持して剥離する場合があった。このため、剥離のための支持部材５と凹版２が接触し凹版２が損傷したり、マイクロニードル１０が変形したりする可能性があった。凹版２が損傷した場合には、凹版２の交換が必要となることがあり、マイクロニードル１０が変形した場合には、不良品となることがある等して、製造されるマイクロニードルの歩留りの向上が難しく、低コストでの製造が困難であった。
【００３４】
一方で、本発明のマイクロニードルの製造方法にあっては、シートＳを用いた剥離をおこなう剥離工程とすることにより、凹版２の損傷の可能性、マイクロニードル１０の変形可能性を低減することができるため、安価にマイクロニードル１０、２０を製造することが可能となる。また、本発明に係るマイクロニードルの製造方法によれば、基板１２の厚みが薄くても、凹版２の損傷の可能性、マイクロニードル１０の変形可能性を低減することができるため、安価にマイクロニードル１０、２０を製造することが可能となる。
【００３５】
本発明のマイクロニードルの製造方法にあっては、剥離工程において、凹版２から熱可塑性樹脂３を剥離する前にシートＳの一部が凹版２からはみだすように配置されることが好ましい。具体的には、加熱加圧工程の際に、シートＳの一部が凹版２の外縁からはみだすことができるよう配置することが好ましい。剥離前にシートＳの一部が凹版２の外縁からはみだすように配置することにより、支持部材５でシートＳの一部を固定する際に凹版２と支持部材５との接触を防ぐことができる。
【００３６】
以上により本発明のマイクロニードル２０は製造される（図３の（ｆ））。
【００３７】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係るマイクロニードルの製造方法について説明する。
図５に第２の実施形態に係るマイクロニードルの製造方法の説明図を示した。なお、第１の実施形態と説明が重複する部分については説明を省略する。
【００３８】
第２の実施形態においては、第１の実施形態と凹版２ａの形状が異なる。第１の実施形態の凹版２は凹部の周縁に凸状物（壁）を設けているのに対し、第２の実施形態の凹版２２は、凹部の周縁部に凸状物（壁）を設けていない（図５の（ａ））。
【００３９】
また、第２の実施形態においては、凹版２ａへの熱可塑性樹脂３の供給方法が異なる。第１の実施形態においては、粒状の熱可塑性樹脂３を凹版２上に配置しているのに対し、第２の実施形態においては一塊の熱可塑性樹脂３を凹版２ａ上に供給している（図５の（ｂ））。
【００４０】
さらに、第２の実施形態においては、剥離後の工程が異なる。第２の実施形態においては、凹版２ａからシートＳ及び熱可塑性樹脂３（マイクロニードル１０）を剥離する剥離工程の後に、さらに、シートＳとマイクロニードル１０とを剥離する工程を備える（図５の（ｇ））。このように、剥離工程の後の工程においてシートＳとマイクロニードル１０とを剥離することは可能である。また、剥離工程の後の工程においてマイクロニードル１０およびシートＳ、マイクロニードル１０、またはシートＳを打ち抜くことによりマイクロニードル２０の外形を成形することも可能である。
【００４１】
［第３の実施形態、第４の実施形態］
次に、第３およびの第４の実施形態に係るマイクロニードルの製造方法について説明する。図６に第３の実施形態に係るマイクロニードルの製造方法の説明図を示した。また、図７に第４の実施形態に係るマイクロニードルの製造方法の説明図を示した。第３の実施形態、第４の実施形態は、１つのシートを用い、複数のマイクロニードル１０、２０を作製する方法である。なお、第１の実施形態と説明が重複する部分については説明を省略する。
【００４２】
第３の実施形態においては、複数のマイクロニードルが作製可能な凹版２ｂを用いる（図６の（ａ））。凹版２ｂは、１つのマイクロニードル１０が作製可能な凹版２を複数並べたものでもよいし、凹部を複数備えることで複数のマイクロニードル１０が作製可能な凹版２ｂを用いてもよいし、これらをあわせたものでもよい。
【００４３】
第３の実施形態においては、複数のマイクロニードル１０が形成される熱可塑性樹脂３上に１つのシートＳが配置される（図６の（ｃ））。
【００４４】
第３の実施形態においても、シートＳ及び複数のマイクロニードル１０が形成される熱可塑性樹脂３を、支持部材５を用いて凹版２ｂから剥離する剥離工程を備える（図６の（ｅ））。
【００４５】
第３の実施形態においては、シートＳを打ち抜くことにより個別のマイクロニードル２０に個片化される（図６の（ｇ））。
【００４６】
第４の実施形態においては、複数のマイクロニードル１０が作製可能な凹版２ｃを用いる。第４の実施形態においては、凹版２ｃ上に複数のマイクロニードル１０が作製可能な一塊の熱可塑性樹脂３が配置さる（図７の（ｂ））。
【００４７】
第４の実施形態においては、複数のマイクロニードル１０が形成される熱可塑性樹脂３上に１つのシートＳが配置される（図７の（ｃ））。
【００４８】
第４の実施形態においても、シートＳ及び複数のマイクロニードル１０が形成される熱可塑性樹脂３を、支持部材５を用いて凹版２ｃから剥離する剥離工程を備える（図７の（ｅ））。
【００４９】
第４の実施形態においては、凹版２ｃからの剥離後、マイクロニードル１０は個片化される。また、マイクロニードル１とシートＳは剥離される（図７の（ｇ）。マイクロニードル２０を個片化した後にシートＳを剥離してもよいし、シートＳと複数のマイクロニードル２０を剥離した後にマイクロニードル１０を個片化してもよい。
【実施例】
【００５０】
（実施例）
以下に、実施例を示す。実施例では、図６に示した、第３の実施形態に係る製造方法によりマイクロニードルを製造した。
【００５１】
アルミナ基板の表面に線状溝を形成する研削加工を施し、さらに線状溝と直交する方向に同様の研削加工をおこない、マイクロニードル原版を作製した。次に、マイクロニードル原版から凹版を作製した。凹版は、メッキ法によって、マイクロニードル原版の表面にニッケル膜を形成し、ニッケル膜をマイクロニードル原版から剥離することにより作製した。
【００５２】
得られた凹版４つを２行×２列に配置し、各凹版上にポリグリコール酸を配置した。さらに、ポリグリコール酸上に一方の面に接着剤層を形成したポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）を配置し、ＰＥＴフィルムから凹版に向かって加熱プレスした。
【００５３】
加熱プレス後、冷却し、その後、凹版からＰＥＴフィルムとポリグリコール酸とが接着された状態で、ポリグリコール酸から形成されたマイクロニードルとＰＥＴフィルムとを剥離した。剥離の際には、凹版からはみ出たＰＥＴフィルムの端部をピンセットで掴み、引っ張り上げることにより剥離した。剥離の際に、ＰＥＴフィルムと成形されたマイクロニードルは剥離することなく一括で剥離することができた。また、剥離の際にピンセットは凹版に触れることはなかった。これによりＰＥＴフィルム上に４つのマイクロニードルが配置された成形物を得た。その後、ＰＥＴフィルムを打ち抜くことにより、ＰＥＴフィルム上にポリグリコール酸製のマイクロニードルが形成された４つの成形物を得た。なお、得られたマイクロニードルは６行×６列の３６本の突起部が格子状に形成されている。また、得られたマイクロニードルの突起部の高さＨは２００μｍ、幅Ｄは５０μｍとなった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、マイクロニードルの製造に用いることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１    マイクロニードル
１１  突起部
１２  基板
２、２ａ、２ｂ、２ｃ    凹版
３    熱可塑性樹脂
４    プレス装置
５    支持部材
Ｓ    シート
【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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【図７】
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